Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор: особенности и виды

Как правильно подключить однофазный двигатель через конденсатор. Какие бывают схемы подключения. Чем отличается пусковой конденсатор от рабочего. Как рассчитать емкость конденсатора для двигателя.

Особенности работы однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель имеет ряд особенностей по сравнению с трехфазным:

• На статоре расположены две обмотки — рабочая и пусковая
• Для создания вращающегося магнитного поля необходим фазосдвигающий элемент
• Без дополнительных мер двигатель не может запуститься самостоятельно
• КПД и мощность ниже, чем у трехфазных двигателей

Основная проблема однофазного двигателя — отсутствие пускового момента. При подаче напряжения на одну обмотку создается лишь пульсирующее магнитное поле, которое не может привести ротор во вращение. Для решения этой проблемы применяются различные схемы с использованием конденсаторов.

Принцип работы однофазного двигателя с конденсатором

Для создания вращающегося магнитного поля в однофазном двигателе используется следующий принцип:

1. На статоре размещаются две обмотки под углом 90° друг к другу
2. К пусковой обмотке последовательно подключается конденсатор
3. Конденсатор создает сдвиг фаз между токами в обмотках
4. Возникает вращающееся магнитное поле, приводящее ротор в движение

Таким образом, конденсатор выполняет роль фазосдвигающего элемента, без которого запуск и работа однофазного асинхронного двигателя были бы невозможны.

Основные схемы подключения однофазного двигателя

Существует несколько основных схем подключения однофазного двигателя через конденсатор:

1. С пусковым конденсатором

В этой схеме конденсатор и пусковая обмотка включаются только на время пуска двигателя. Особенности:

• Большой пусковой момент
• Конденсатор отключается после разгона
• Низкий КПД в рабочем режиме

2. С рабочим конденсатором

Конденсатор остается включенным постоянно. Преимущества:

• Повышенный КПД в рабочем режиме
• Более равномерное вращающееся поле
• Возможность реверса

3. С пусковым и рабочим конденсаторами

Комбинированная схема, сочетающая достоинства первых двух:

• Хороший пусковой момент
• Высокий КПД при работе
• Сложнее конструктивно

Как рассчитать емкость конденсатора для двигателя

Правильный выбор емкости конденсатора критически важен для работы однофазного двигателя. Существует несколько методов расчета:

Эмпирический метод

Приблизительная емкость конденсатора может быть рассчитана по формуле:

C = k * P

Где:

• C — емкость конденсатора в мкФ
• P — мощность двигателя в кВт
• k — коэффициент (68-80 для пускового, 50-55 для рабочего конденсатора)

По паспортным данным

Если известен номинальный ток двигателя, можно использовать формулу:

C = (2300 * I) / U

Где:

• C — емкость в мкФ
• I — номинальный ток двигателя в А
• U — напряжение сети в В

Рекомендации по выбору конденсатора для двигателя

При подборе конденсатора для однофазного двигателя следует учитывать несколько важных моментов:

• Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 400-450 В
• Для пусковых конденсаторов используются электролитические типы
• Рабочие конденсаторы должны быть неполярными (пленочные или бумажные)
• Емкость пускового конденсатора обычно в 3-4 раза больше рабочего
• При недостаточной емкости двигатель не запустится или будет гудеть
• Избыточная емкость приведет к перегреву и выходу из строя

Правильный подбор типа и емкости конденсатора обеспечит надежный запуск и эффективную работу однофазного асинхронного двигателя.

Преимущества и недостатки однофазных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели имеют как достоинства, так и недостатки по сравнению с другими типами электродвигателей:

Преимущества:

• Простая конструкция и низкая стоимость
• Возможность работы от бытовой сети 220 В
• Высокая надежность и долговечность
• Не требуют обслуживания в процессе эксплуатации

Недостатки:

• Низкий КПД по сравнению с трехфазными двигателями
• Сложности с пуском и необходимость дополнительных элементов
• Ограниченный диапазон мощностей (обычно до 3-4 кВт)
• Невозможность регулировки скорости вращения

Несмотря на недостатки, простота и доступность однофазных двигателей обеспечивают их широкое применение в бытовой технике и маломощном промышленном оборудовании.

Области применения однофазных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели нашли применение во многих сферах:

• Бытовая техника (стиральные машины, холодильники, вентиляторы)
• Насосное оборудование (циркуляционные и дренажные насосы)
• Компрессоры (в холодильной технике и кондиционерах)
• Деревообрабатывающие станки (циркулярные пилы, рубанки)
• Сельскохозяйственное оборудование (зернодробилки, сепараторы)
• Вентиляционные системы
• Гаражные и въездные ворота

Во всех этих применениях однофазные двигатели обеспечивают надежную работу при относительно низкой стоимости оборудования.

Заключение

Подключение однофазного двигателя через конденсатор — эффективный способ обеспечить его запуск и работу от бытовой электросети. Правильный выбор схемы подключения и параметров конденсатора позволяет добиться оптимальных характеристик двигателя в конкретном применении. Несмотря на некоторые недостатки, простота и доступность делают однофазные асинхронные двигатели незаменимыми во многих бытовых и промышленных устройствах.

Как подключить однофазный электродвигатель, схема запуска

Работа асинхронных электрических двигателей основывается на создании вращающегося магнитного поля, приводящего в движение вал. Ключевым моментом является пространственное и временное смещение обмоток статора по отношению друг к другу. В однофазных асинхронных электродвигателях для создания необходимого сдвига по фазе используется последовательное включение в цепь фазозамещающего элемента, такого как, например, конденсатор.

Содержание:

1. Отличие от трехфазных двигателей
2. Как это работает
3. Основные схемы подключения
4. Другие способы

Подбор конденсатора

Отличие от трехфазных двигателей

Использование асинхронных электродвигателей в чистом виде при стандартном подключении возможно только в трехфазных сетях с напряжением в 380 вольт, которые используются, как правило, в промышленности, производственных цехах и других помещениях с мощным оборудованием и большим энергопотреблением. В конструкции таких машин питающие фазы создают на каждой обмотке магнитные поля со смещением по времени и расположению (120˚ относительно друг друга), в результате чего возникает результирующее магнитное поле. Его вращение приводит в движение ротор.

Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в 220 вольт (например в стиральных машинах). Если для подключения асинхронного двигателя будет использована не трехфазная сеть, а бытовая однофазная (то есть запитать через одну обмотку), он не заработает. Причиной тому переменный синусоидальный ток, протекающий через цепь. Он создает на обмотке пульсирующее поле, которое никак не может вращаться и, соответственно, двигать ротор. Для того, чтобы включить однофазный асинхронный двигатель необходимо:

1. добавить на статор еще одну обмотку, расположив ее под 90˚ углом от той, к которой подключена фаза.
2. для фазового смещения включить в цепь дополнительной обмотки фазосдвигающий элемент, которым чаще всего служит конденсатор.

Редко для сдвига по фазе создается бифилярная катушка. Для этого несколько витков пусковой обмотки мотаются в обратную сторону. Это лишь один из вариантов бифиляров, которые имеют несколько другую сферу применения, поэтому, чтобы изучить их принцип действия, следует обратиться к отдельной статье.

После подключения двух обмоток такой двигатель с конструкционной точки зрения является двухфазным, однако его принято называть однофазным из-за того что в качестве рабочей выступает лишь одна из них.

Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В

Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)

Как это работает

Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. В результате их взаимодействия между собой ротор приводится в движение. Контроль показателей пускового тока в таких двигателях осуществляется частотным преобразователем.

Несмотря на то, что функцию фаз определяет схема присоединения двигателя к сети, дополнительную обмотку нередко называют пусковой. Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин – крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. Проще говоря, при некоторых условиях, не подсоединяя вторую фазу через конденсатор, мы могли бы запустить двигатель, раскрутив ротор вручную и поместив в статор. В реальных условиях для этого необходимо запустить двигатель с помощью пусковой обмотки (для смещения по фазе), а потом разорвать цепь, идущую через конденсатор. Несмотря на то, что поле на рабочей фазе пульсирующее, оно движется относительно ротора и, следовательно, наводит электродвижущую силу, свой магнитный поток и силу тока.

Основные схемы подключения

В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др. ), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

• рабочий;
• пусковой;
• рабочий и пусковой конденсатор.

В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.

Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).

Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.

Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.

Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.

На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.

Другие способы

При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор.

С экранированными полюсами и расщепленной фазой

В конструкции такого двигателя используется короткозамкнутая дополнительная обмотка, а на статоре присутствуют два полюса. Аксиальный паз делит каждый из них на две несимметричные половины, на меньшей из которых располагается короткозамкнутый виток.

После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части. Одна из них движется через экранированную часть полюса. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Благодаря индуктивности появляется электродвижущая сила и сдвиг магнитных потоков по фазе и времени.

Витки короткозамкнутой обмотки приводят к существенным потерям энергии, что и является главным недостатком схемы, однако она относительно часто используется в климатических и нагревательных приборах с вентилятором.

С асимметричным магнитопроводом статора

Особенностью двигателей с данной конструкцией заключается в несимметричной форме сердечника, из-за чего появляются явно выраженные полюса. Для работы схемы необходим короткозамкнутый ротор и обмотка в виде беличьей клетки. Характерным отличием этой конструкции является отсутствие необходимости в фазовом смещении. Улучшенный пуск двигателя осуществляется благодаря оснащению его магнитными шунтами.

Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов. Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники.

Подбор конденсатора

Перед тем как подключить однофазный электродвигатель, необходимо произвести расчет необходимой ёмкости конденсатора. Это можно сделать самостоятельно или воспользоваться онлайн-калькуляторами. Как правило, для рабочего конденсатора на 1 кВт мощности должно приходиться примерно 0,7-0,8 мкФ емкости, и около 1,7-2 мкФ – для пускового. Стоит отметить, что напряжение последнего должно составлять не менее 400 В. Эта необходимость обусловлена возникновением 300-600 вольтного всплеска напряжения при старте и останове двигателя.

Керамический и электролитический конденсатор

Ввиду своих функциональных особенностей однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовой технике: пылесосах, холодильниках, газонокосилках и других приборов, для работы которых достаточно частоты вращения двигателя до 3000 об/мин. Большей скорости, при подключении к стандартной сети с частотой тока в 50 Гц, невозможно. Для развития большей скорости используют коллекторные однофазные двигатели.

Запуск однофазного двигателя конденсаторы

Однофазный асинхронный электродвигатель с пусковой обмоткой

Конструкция однофазного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° относительно друг друга. Основная обмотка называется главной (рабочей) и обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически является двухфазным, но так как рабочей является только одна обмотка, электродвигатель называют однофазным.

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия. Так же ротор однофазного двигателя может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Для того чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотки.

Рассмотрим случай когда в вспомогательной обмотки не течет ток. При включении главной обмотки статора в сеть, переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующее магнитное поле, неподвижное в пространстве, но изменяющееся от +Ф_mах до -Ф_mах.

Если поместить ротор, имеющий начальное вращение, в пульсирующее магнитное поле, то он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип действия однофазного асинхронного двигателя разложим пульсирующее магнитное поле на два одинаковых круговых поля, имеющих амплитуду равную Ф_mах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

,

• где n_пр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
• n_обр – частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об/мин,
• f₁ – частота тока статора, Гц,
• p – количество пар полюсов,
• n₁ – скорость вращения магнитного потока, об/мин

Действие пульсирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение. Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Ф_пр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф_обр – в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n₂ меньше частоты вращения магнитного потока n₁, скольжение ротора относительно потока Ф_пр будет:

,

• где s_пр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
• n₂ – частота вращения ротора, об/мин,
• s – скольжение асинхронного двигателя

Магнитный поток Ф_обр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n₂ относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф_обр

,

• где s_обр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Ф_пр и обратный Ф_обр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС , которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I_2пр и I_2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

• где f_2пр – частота тока I_2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

,

• где f_2обр – частота тока I_2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I_2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f_2обр, намного превышающую частоту f_2пр тока ротора I_2пр, наведенного прямым полем.

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I_2пр с магнитным полем Ф_пр возникает вращающий момент

,

• где M_пр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
• с_M — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I_2обр, взаимодействуя с магнитным полем Ф_обр, создает тормозящий момент М_обр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту М_пр:

,

• где M_обр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Тормозящее действие обратного поля

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = s_пр, крутящий момент создается в основном за счет момента М_пр. Тормозящее действие момента обратного поля М_обр — незначительно. Это связано с тем, что частота f_2обр много больше частоты f_2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х_2обр = x₂s_обр току I_2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I_2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф_обр, значительно ослабляя его.

,

• где r₂ – активное сопротивление стержней ротора, Ом,
• x_2обр – реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности невелик, то станет, ясно, почему М_обр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормозящего действия на ротор однофазного двигателя.

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n₂ = 0) скольжение s_пр = s_обр = 1 и М_пр = М_обр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя М_п = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов М_пр и М_обр и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение .

Пуск однофазного двигателя. Как создать начальное вращение?

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе, является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, смещенной в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A на угол 90 электрических градусов. Чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле токи I_A и I_B в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами I_A и I_B в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор) [1].

После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, пусковую обмотку В отключают. Отключение вспомогательной обмотки происходит либо автоматически с помощью центробежного выключателя, реле времени, токового или дифференциального реле, или же вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время пуска двигатель работает как двухфазный, а по окончании пуска — как однофазный.

Подключение однофазного двигателя

С пусковым сопротивлением

Двигатель с расщепленной фазой – однофазный асинхронный двигатель, имеющий на статоре вспомогательную первичную обмотку, смещенную относительно основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Однофазный асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением – двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным активным сопротивлением.

Для запуска однофазного двигателя можно использовать пусковой резистор, который последовательно подключается к пусковой обмотки. В этом случае можно добиться сдвига фаз в 30° между токами главной и вспомогательной обмотки, которого вполне достаточно для пуска двигателя. В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется разным комплексным сопротивлением цепей.

Также сдвиг фаз можно создать за счет использования пусковой обмотки с меньшей индуктивностью и более высоким сопротивлением. Для этого пусковая обмотка делается с меньшим количеством витков и с использованием более тонкого провода чем в главной обмотке.

Отечественной промышленностью изготавливается серия однофазных асинхронных электродвигателей с активным сопротивлением в качестве фазосдвигающего элемента серии АОЛБ мощностью от 18 до 600 Вт при синхронной частоте вращения 3000 и 1500 об/мин, предназначенных для включения в сеть напряжением 127, 220 или 380 В, частотой 50 Гц.

С конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском – двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включается только на время пуска.

Среди фазосдвигающих элементов, только конденсатор позволяет добиться наилучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

Двигатели в цепь которых постоянно включен конденсатор используют для работы две фазы и называются – конденсаторными. Принцип действия этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Однофазный электродвигатель с экранированными полюсами

Двигатель с экранированными полюсами – двигатель с расщепленной фазой, у которого вспомогательная обмотка короткозамкнута.

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами обычно имеет явно выраженные полюса. На явно выраженных полюсах статора намотаны катушки однофазной обмотки возбуждения. Каждый полюс статора разделен на две неравные части аксиальным пазом. Меньшую часть полюса охватывает короткозамкнутый виток. Ротор однофазного двигателя с экранированными полюсами – короткозамкнутый в виде «беличьей» клетки.

При включении однофазной обмотки статора в сеть в магнитопроводе двигателя создается пульсирующий магнитный поток. Одна часть которого проходит по неэкранированной Ф’, а другая Ф» – по экранированной части полюса. Поток Ф» наводит в короткозамкнутом витке ЭДС E_k, в результате чего возникает ток I_k отстающий от E_k по фазе из-за индуктивности витка. Ток I_k создает магнитный поток Ф_k, направленный встречно Ф», создавая результирующий поток в экранированной части полюса Ф_э=Ф»+Ф_k. Таким образом, в двигателе потоки экранированной и неэкранированной частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол.

Пространственный и временной углы сдвига между потоками Ф_э и Ф’ создают условия для возникновения в двигателе вращающегося эллиптического магнитного поля, так как Ф_э ≠ Ф’.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя невысоки. КПД намного ниже, чем у конденсаторных двигателей такой же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутом витке.

Однофазный электродвигатель с асимметричным магнитопроводом статора

Статор такого однофазного двигателя выполняется с ярко выраженными полюсами на не симметричном шихтованном сердечнике. Ротор – короткозамкнутый типа «беличья клетка».

Данный электродвигатель для работы не требует использования фазосдвигающих элементов. Недостатком данного двигателя является низкий КПД.

В технике нередко используются двигатели асинхронного типа. Такие агрегаты отличаются простотой, хорошими характеристиками, малым уровнем шума, легкостью эксплуатации. Для того, чтобы асинхронный двигатель вращался, необходимо наличие вращающегося магнитного поля.

Такое поле легко создается при наличии трехфазной сети. В этом случае в статоре двигателя достаточно расположить три обмотки, размещенные под углом 120 градусов друг от друга и подключить к ним соответствующее напряжение. И круговое вращающееся поле начнет вращать статор.

Однако бытовые приборы обычно используются в домах, в которых чаще всего имеется только однофазная электрическая сеть. В этом случае обычно применяются однофазные двигатели асинхронного типа.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Если на статоре двигателя поместить одну обмотку, то при протекании переменного синусоидального тока в ней образуется пульсирующее магнитное поле. Но это поле не сможет заставить ротор вращаться. Чтобы запустить двигатель надо:

• на статоре разместить дополнительную обмотку под углом около 90° относительно рабочей обмотки;
• последовательно с дополнительной обмоткой включить фазосдвигающий элемент, например, конденсатор.

Варианты схем включения — какой метод выбрать?

В зависимости от способа подключения конденсатора к двигателю различают такие схемы с:

• пусковым,
• рабочим,
• пусковым и рабочим конденсаторами.

Наиболее распространенной методом является схема с пусковым конденсатором.

В этом случае конденсатор и пусковая обмотка включаются только на момент старта двигателя. Это связано со свойством продолжения агрегатом своего вращения даже после отключения дополнительной обмотки. Для такого включения чаще всего используется кнопка или реле.

Поскольку пуск однофазного двигателя с конденсатором происходит довольно быстро, то дополнительная обмотка работает небольшое время. Это позволяет для экономии выполнять ее из провода с меньшим сечением, нежели основная обмотка. Для предупреждения перегрева дополнительной обмотки в схему часто добавляют центробежный выключатель или термореле. Эти устройства отключают её при наборе двигателем определенной скорости или при сильном нагреве.

Принцип действия магнитного пускателя основан на возникновении магнитного поля при прохождении электричества через втягивающую катушку. Подробнее об управлении двигателем с реверсированием и без читайте в отдельной статье.

Более хорошие рабочие характеристики можно получить при использовании схемы с рабочим конденсатором.

В этой схеме конденсатор после запуска двигателя не отключается. Правильным подбором конденсатора для однофазного двигателя можно компенсировать искажение поля и повысить КПД агрегата. Но для такой схемы ухудшаются пусковые характеристики.

В общем, если при подключении однофазного двигателя через конденсатор требуется большой пусковой момент, то выбирается схема с пусковым элементом, а при отсутствии такой необходимости – с рабочим.

Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей

Перед подключением к двигателю можно проверить конденсатор мультиметром на работоспособность.

При выборе схемы у пользователя всегда есть возможность выбрать именно ту схему, которая ему подходит. Обычно все выводы обмоток и выводы конденсаторов выведены в клеммную коробку двигателя.

Наличие трехжильной проводки в частном доме предполагает использование системы заземления, которую можно сделать своими руками. Как заменить электропроводку в квартире по типовым схемам, можно узнать здесь.

Выводы:

1. Однофазный асинхронный двигатель широко используется в бытовых приборах.
2. Для запуска такого агрегата необходима дополнительная (пусковая) обмотка и фазосдвигающий элемент — конденсатор.
3. Существуют различные схемы подключения однофазного электродвигателя через конденсатор.
4. Если надо иметь больший пусковой момент, то используется схема с пусковым конденсатором, при необходимости получения хороших рабочих характеристик двигателя используется схема с рабочим конденсатором.

Подробное видео о том, как подключить однофазный двигатель через конденсатор

Однофазные двигатели – это электрические машины небольшой мощности. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки.

Две обмотки нужны для того, что бы вызвать вращение ротора однофазного двигателя. Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.

У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через конденсатор только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. Величина конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.

У однофазных асинхронных двигателей переменного тока с рабочим конденсатором вспомогательная обмотка включена постоянно через конденсатор. Величина рабочей емкости конденсатора определяется конструктивным исполнением двигателя.

То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Знать устройство пусковой и рабочей обмоток однофазного двигателя надо обязательно. Пусковая и рабочие обмотки однофазных двигателей отличаются и по сечению провода и по количеству витков. Рабочая обмотка однофазного двигателя всегда имеет сечение провода большее, а следовательно ее сопротивление будет меньше.

Посмотрите на фото наглядно видно, что сечение проводов разное. Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая. Замерять сопротивление обмоток можно и стрелочным и цифровым тестерами, а также омметром. Обмотка, у которой сопротивление меньше – есть рабочая.

Рис. 1. Рабочая и пусковая обмотки однофазного двигателя

А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:

Если у двигателя 4 вывода, то найдя концы обмоток и после замера, вы теперь легко разберетесь в этих четырех проводах, сопротивление меньше – рабочая, сопротивление больше – пусковая. Подключается все просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.

Следующий пример. Это когда двигатель имеет 3 вывода. Здесь замеры будут выглядеть следующим образом, например – 10 ом, 25 ом, 15 ом. После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом. Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор. В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.

Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. В этих двигателях, рабочая и пусковая – одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя, также осуществляется через конденсатор.

Подключение однофазного электродвигателя на 220 через конденсаторы, как определить пусковую и рабочую обмотки

Подключение электродвигателя к однофазной сети – это ситуация, которая встречается достаточно часто. Особенно такое подключение требуется на загородных участках, когда трехфазные электродвигатели используются под какие-то приспособления. К примеру, для изготовления наждака или самодельного сверлильного аппарата. Кстати, мотор стиральной машины через конденсатор производится. Но как это сделать правильно? Необходима схема подключения электродвигателя на 220В через конденсатор. Давайте разбираться в ней.

Начнем с того, что существует две стандартные схемы подключения электродвигателя к трехфазной сети: звезда и треугольник. Оба вида подключения создают условия, при которых в обмотках статора двигателя попеременно проходит ток. Он создает внутри вращающееся магнитное поле, которое действует на ротор, заставляя его вращаться. Если подключается трехфазный электродвигатель в однофазную сеть, то вот этот вращающийся момент не создается. Что делать? Вариантов несколько, но чаще всего электрики устанавливают в схему конденсатор.

Необходимо отметить, что не все электродвигатели могут работать от однофазной сети. Лучше всего работают асинхронные виды. У них даже на бирках указаны, что можно проводить подключение и на трехфазную сеть, и на однофазную. При этом обязательно указывается величина напряжения – 127/220 или 220/380В. Меньший показатель предназначен для схемы треугольник, больший для звезды. На картинке ниже показано обозначение.

Внимание! Конденсаторный двигатель в однофазную сеть лучше подключать через схему треугольник. Это обусловлено тем, что при таком виде подключения уменьшаются потери мощности агрегата.

Обратите внимание в рисунке на нижнюю бирку (Б). Она говорит о том, что двигатель можно подключить только через звезду. С этим придется смириться и получить аппарат с низкой мощностью. Если есть желание изменить ситуацию, то придется разобрать двигатель и вывести еще три конца обмоток, после чего провести подключение по треугольнику.

И еще один очень важный момент. Если вы устанавливаете в однофазную сеть электродвигатель с напряжением 127/220 вольт, то понятно, что к сети напряжением 220В можно подключиться через звезду. Потери мощности гарантированы. Но сделать в данном случае ничего нельзя. Если будет произведено подключение этого прибора через треугольник – мотор просто сгорит.

Емкость конденсатора, который устанавливается в схему подключения трехфазного электродвигателя, подсоединяемого к сети напряжением в 220В, зависит от самой схемы. Для этого существуют специальные формулы.

Cр = 2800•I/U, где Ср – это емкость, I – сила тока, U – напряжение. Если производится подсоединение треугольником, то используется та же формула, только коэффициент 2800 меняется на 4800.

Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что сила тока (I) на бирке мотора не указывается, поэтому ее надо будет рассчитать по вот этой формуле:

I = P/(1.73•U•n•cosф), где Р- это мощность электрического двигателя, n – КПД агрегата, cosф – коэффициент мощности, 1,73 – это поправочный коэффициент, он характеризует соотношение между двумя видами токов: фазным и линейным.

Так как чаще всего подключение трехфазного двигателя к однофазной сети 220В производится по треугольнику, то емкость конденсатора (рабочего) можно подсчитать по более простой формуле:

C = 70•Pн, здесь Рн – это номинальная мощность агрегата, измеряемая в киловаттах и обозначаемая на бирке прибора. Если разобраться в этой формуле, то можно понять, что существует достаточно простое соотношение: 7 мкФ на 100 Вт. К примеру, если устанавливается мотор мощностью 1 кВт, то для него необходим конденсатор на 70 мкФ.

Как определить, точно ли подобран конденсатор? Это можно проверить только в рабочем режиме.

Даже расчет может привести к неправильному выбору, ведь условия эксплуатации мотора будут влиять на его работу. Поэтому рекомендуется начинать подбор с низких величин, и при необходимости наращивать показатели до необходимых (номинальных).

Что касается пусковой емкости, то здесь в первую очередь учитывается, какой пусковой момент необходим для запуска электродвигателя. Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что пусковая емкость и емкость пускового конденсатора – это не одно и то же. Первая величина – это сумма емкостей рабочего и пускового конденсаторов.

Внимание! Емкость пускового конденсатора должна быть раза в три больше емкости рабочего. При этом специалисты советуют вместо одного большого прибора использовать несколько с малой емкостью. К тому же пусковые работают непродолжительное время, поэтому на их место можно устанавливать дешевые модели.

В качестве рабочих можно использовать бумажные, металлизированные или пленочные аналоги. При этом необходимо учитывать тот факт, что допустимое напряжение должно быть в полтора раза быть больше номинального. Как видите, подобрать точно конденсатор под электродвигатель достаточно непростым. Даже расчет является процессом неточным.

Как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220В – схемы и рекомендации

Схема подключения трехфазного электродвигателя к трехфазной сети

Отличие от трехфазных двигателей

Использование асинхронных электродвигателей в чистом виде при стандартном подключении возможно только в трехфазных сетях с напряжением в 380 вольт, которые используются, как правило, в промышленности, производственных цехах и других помещениях с мощным оборудованием и большим энергопотреблением. В конструкции таких машин питающие фазы создают на каждой обмотке магнитные поля со смещением по времени и расположению (120˚ относительно друг друга), в результате чего возникает результирующее магнитное поле. Его вращение приводит в движение ротор.

Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в 220 вольт (например в стиральных машинах). Если для подключения асинхронного двигателя будет использована не трехфазная сеть, а бытовая однофазная (то есть запитать через одну обмотку), он не заработает. Причиной тому переменный синусоидальный ток, протекающий через цепь. Он создает на обмотке пульсирующее поле, которое никак не может вращаться и, соответственно, двигать ротор. Для того, чтобы включить однофазный асинхронный двигатель необходимо:

1. добавить на статор еще одну обмотку, расположив ее под 90˚ углом от той, к которой подключена фаза.
2. для фазового смещения включить в цепь дополнительной обмотки фазосдвигающий элемент, которым чаще всего служит конденсатор.

Редко для сдвига по фазе создается бифилярная катушка. Для этого несколько витков пусковой обмотки мотаются в обратную сторону. Это лишь один из вариантов бифиляров, которые имеют несколько другую сферу применения, поэтому, чтобы изучить их принцип действия, следует обратиться к отдельной статье.

После подключения двух обмоток такой двигатель с конструкционной точки зрения является двухфазным, однако его принято называть однофазным из-за того что в качестве рабочей выступает лишь одна из них.

Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В

Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)

Как это работает

Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. В результате их взаимодействия между собой ротор приводится в движение. Контроль показателей пускового тока в таких двигателях осуществляется частотным преобразователем.

Несмотря на то, что функцию фаз определяет схема присоединения двигателя к сети, дополнительную обмотку нередко называют пусковой. Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин – крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. Проще говоря, при некоторых условиях, не подсоединяя вторую фазу через конденсатор, мы могли бы запустить двигатель, раскрутив ротор вручную и поместив в статор. В реальных условиях для этого необходимо запустить двигатель с помощью пусковой обмотки (для смещения по фазе), а потом разорвать цепь, идущую через конденсатор. Несмотря на то, что поле на рабочей фазе пульсирующее, оно движется относительно ротора и, следовательно, наводит электродвижущую силу, свой магнитный поток и силу тока.

Основные схемы подключения

В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др.), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

• рабочий;
• пусковой;
• рабочий и пусковой конденсатор.

В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.

Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).

Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.

Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.

Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.

На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.

Другие способы

При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор.

С экранированными полюсами и расщепленной фазой

В конструкции такого двигателя используется короткозамкнутая дополнительная обмотка, а на статоре присутствуют два полюса. Аксиальный паз делит каждый из них на две несимметричные половины, на меньшей из которых располагается короткозамкнутый виток.

После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части. Одна из них движется через экранированную часть полюса. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Благодаря индуктивности появляется электродвижущая сила и сдвиг магнитных потоков по фазе и времени.

Витки короткозамкнутой обмотки приводят к существенным потерям энергии, что и является главным недостатком схемы, однако она относительно часто используется в климатических и нагревательных приборах с вентилятором.

С асимметричным магнитопроводом статора

Особенностью двигателей с данной конструкцией заключается в несимметричной форме сердечника, из-за чего появляются явно выраженные полюса. Для работы схемы необходим короткозамкнутый ротор и обмотка в виде беличьей клетки. Характерным отличием этой конструкции является отсутствие необходимости в фазовом смещении. Улучшенный пуск двигателя осуществляется благодаря оснащению его магнитными шунтами.

Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов. Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники.

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по пластине — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки колелкторых двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет стартер и ротор, может быть одно и трех фазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифолярный или конденсаторный двигатель перед вами можно при помощи измерений обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки меньше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифолярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Как определить рабочую и пусковую обмотки у однофазного двигателя

Однофазные двигатели — это электрические машины небольшой мощности. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки.

Две обмотки нужны для того, что бы вызвать вращение ротора однофазного двигателя. Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.

У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через конденсатор только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. Величина конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.

У однофазных асинхронных двигателей переменного тока с рабочим конденсатором вспомогательная обмотка включена постоянно через конденсатор. Величина рабочей емкости конденсатора определяется конструктивным исполнением двигателя.

То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Знать устройство пусковой и рабочей обмоток однофазного двигателя надо обязательно. Пусковая и рабочие обмотки однофазных двигателей отличаются и по сечению провода и по количеству витков. Рабочая обмотка однофазного двигателя всегда имеет сечение провода большее, а следовательно ее сопротивление будет меньше.

Посмотрите на фото наглядно видно, что сечение проводов разное. Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая. Замерять сопротивление обмоток можно и стрелочным и цифровым тестерами, а также омметром. Обмотка, у которой сопротивление меньше – есть рабочая.

Рис. 1. Рабочая и пусковая обмотки однофазного двигателя

А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:

Если у двигателя 4 вывода, то найдя концы обмоток и после замера, вы теперь легко разберетесь в этих четырех проводах, сопротивление меньше – рабочая, сопротивление больше – пусковая. Подключается все просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.

Следующий пример. Это когда двигатель имеет 3 вывода. Здесь замеры будут выглядеть следующим образом, например – 10 ом, 25 ом, 15 ом. После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом. Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор. В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.

Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. В этих двигателях, рабочая и пусковая – одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя, также осуществляется через конденсатор.

Л. Рыженков

Редактировал А. Повный

Схема однофазного двигателя с конденсатором

Главная » Блог » Схема однофазного двигателя с конденсатором

Подключение однофазного конденсаторного двигателя

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта http://zametkielectrika.ru. Несколько дней назад ко мне обратился один из моих читателей с просьбой о подключении однофазного двигателя серии АИРЕ 80С2. На самом деле этот двигатель является не совсем однофазным. Его будет точнее и правильнее отнести к двухфазным из категории асинхронных конденсаторных двигателей. Поэтому в данной статье речь пойдет о подключении именно таких двигателей. Итак, у нас имеется асинхронный конденсаторный однофазный двигатель АИРЕ 80С2, который имеет следующие технические данные:

• мощность 2,2 (кВт)
• частота вращения 3000 об/мин
• КПД 76%
• cosφ = 0,9
• режим работы S1
• напряжение сети 220 (В)
• степень защиты IP54
• емкость рабочего конденсатора 50 (мкФ)
• напряжение рабочего конденсатора 450 (В)

Этот двигатель установлен на малогабаритном буровом станке и его нам нужно подключить к электрической сети 220 (В). Расшифровка двигателя серии АИРЕ 80С2:

В данной статье габаритные и установочные размеры однофазного двигателя АИРЕ 80С2 я приводить не буду. Их можно найти в паспорте на этот двигатель. Давайте лучше перейдем к его подключению.

Асинхронный конденсаторный однофазный двигатель состоит из двух одинаковых обмоток, которые сдвинуты в пространстве относительно друг друга на 90 электрических градусов:

Главную обмотку такого двигателя подключают непосредственно в однофазную сеть. Вспомогательную обмотку подключают в эту же сеть, но только через рабочий конденсатор.

На этом этапе многие электрики путаются и ошибаются, потому что в обычном асинхронном однофазном двигателе вспомогательную обмотку после пуска нужно отключать. Здесь же вспомогательная обмотка всегда находится под напряжением, т.е. в работе. Это значит, что конденсаторный однофазный двигатель имеет вращающуюся магнитодвижущую силу (МДС) на протяжении всего рабочего процесса. Вот поэтому он по своим характеристикам практически не уступает трехфазным. Но тем не менее недостатки у него имеются:

Для нашего однофазного двигателя АИРЕ 80С2 емкость рабочего конденсатора уже известна (из паспорта), и она составляет 50 (мкФ). Вообще то можно и самостоятельно рассчитать емкость рабочего конденсатора, но формула эта достаточно сложная, поэтому я ее Вам приводить не буду.

Если по условиям пуска однофазного двигателя требуется более высокий момент, то параллельно рабочему конденсатору на время пуска необходимо подключить пусковой конденсатор, емкость которого выбирают опытным путем для получения наибольшего пускового момента. По опыту могу сказать, что емкость пускового конденсатора можно взять в 2-3 раза больше рабочего.

Вот пример подключения однофазного конденсаторного двигателя с тяжелым пуском:

Подключить пусковой конденсатор можно с помощью кнопки или же использовать более сложную схему, например, на реле времени.

Забыл сказать о роторах.

Чаще всего роторы однофазных двигателей выполняются короткозамкнутыми. Более подробно о короткозамкнутых роторах я рассказывал в статье про устройство асинхронных двигателей. Ну вот мы добрались и до схемы подключения конденсаторного двигателя. На клеммнике такого двигателя расположены 6 выводов:

Эти вывода подключены к обмоткам двигателя в следующем порядке:

Вот так выглядит клеммник с выводами двигателя АИРЕ 80С2:

Чтобы подключить двигатель в прямом направлении, нужно подать переменное напряжение ~220 (В) на клеммы W2 и V1, а перемычки поставить, как показано на картинке ниже, т.е. между клемм U1-W2 и V1-U2.

Чтобы подключить двигатель в обратном направлении, нужно подать переменное напряжение ~220 (В) на те же клеммы W2 и V1, а перемычки поставить, как показано на картинке ниже, т.е. между клемм U1-V1 и W2-U2. Думаю с этим все понятно. Устанавливаем перемычки для нужного вращения двигателя и подключаем однофазный двигатель к питающей сети, как показано на рисунках выше. Но что делать когда нам необходимо дистанционно управлять направлением вращения? А для этого нам нужно собрать схему реверса однофазного двигателя. Как это сделать Вы узнаете из следующей моей статьи. Чтобы не пропустить выпуск новой статьи, подпишитесь (форма подписки находится в конце статьи и в правой колонке сайта), указав свой адрес электронной почты.

countrydreams18.blogspot.com

Как определить рабочую и пусковую обмотки у однофазного двигателя

Однофазные двигатели — это электрические машины небольшой мощности. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки.

Две обмотки нужны для того, что бы вызвать вращение ротора однофазного двигателя. Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные  двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.

У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через конденсатор только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. Величина конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.

У однофазных асинхронных двигателей переменного тока с рабочим конденсатором вспомогательная обмотка включена постоянно через конденсатор. Величина рабочей емкости конденсатора определяется конструктивным исполнением двигателя.

То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Знать устройство пусковой и рабочей обмоток однофазного двигателя надо обязательно. Пусковая и рабочие обмотки однофазных двигателей отличаются и по сечению провода и по количеству витков. Рабочая обмотка однофазного двигателя всегда имеет сечение провода большее, а следовательно ее сопротивление будет меньше.

Посмотрите на фото наглядно видно, что сечение проводов разное. Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая. Замерять сопротивление обмоток можно и стрелочным и цифровым тестерами, а также омметром. Обмотка, у которой сопротивление меньше – есть рабочая.

Рис. 1. Рабочая и пусковая обмотки однофазного двигателя

А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:

Если у двигателя 4 вывода, то найдя концы обмоток и после замера, вы теперь легко разберетесь в этих четырех проводах, сопротивление меньше – рабочая, сопротивление больше – пусковая. Подключается все просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.

Следующий пример. Это когда двигатель имеет 3 вывода. Здесь замеры будут выглядеть следующим образом, например – 10 ом, 25 ом, 15 ом. После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом. Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор. В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.

Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. В этих двигателях, рабочая и пусковая – одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя, также осуществляется через конденсатор.

Автор: Л. Рыженков

Редактировал А. Повный

electrik.info

Однофазный асинхронный двигатель, схема подключения и запуска

Работа асинхронных электрических двигателей основывается на создании вращающегося магнитного поля, приводящего в движение вал. Ключевым моментом является пространственное и временное смещение обмоток статора по отношению друг к другу. В однофазных асинхронных электродвигателях для создания необходимого сдвига по фазе используется последовательное включение в цепь фазозамещающего элемента, такого как, например, конденсатор.

Содержание:

Отличие от трехфазных двигателей

Использование асинхронных электродвигателей в чистом виде при стандартном подключении возможно только в трехфазных сетях с напряжением в 380 вольт, которые используются, как правило, в промышленности, производственных цехах и других помещениях с мощным оборудованием и большим энергопотреблением. В конструкции таких машин питающие фазы создают на каждой обмотке магнитные поля со смещением по времени и расположению (120˚ относительно друг друга), в результате чего возникает результирующее магнитное поле. Его вращение приводит в движение ротор.

Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в 220 вольт (например в стиральных машинах). Если для подключения асинхронного двигателя будет использована не трехфазная сеть, а бытовая однофазная (то есть запитать через одну обмотку), он не заработает. Причиной тому переменный синусоидальный ток, протекающий через цепь. Он создает на обмотке пульсирующее поле, которое никак не может вращаться и, соответственно, двигать ротор. Для того, чтобы включить однофазный асинхронный двигатель необходимо:

1. добавить на статор еще одну обмотку, расположив ее под 90˚ углом от той, к которой подключена фаза.
2. для фазового смещения включить в цепь дополнительной обмотки фазосдвигающий элемент, которым чаще всего служит конденсатор.

Редко для сдвига по фазе создается бифилярная катушка. Для этого несколько витков пусковой обмотки мотаются в обратную сторону. Это лишь один из вариантов бифиляров, которые имеют несколько другую сферу применения, поэтому, чтобы изучить их принцип действия, следует обратиться к отдельной статье.

После подключения двух обмоток такой двигатель с конструкционной точки зрения является двухфазным, однако его принято называть однофазным из-за того что в качестве рабочей выступает лишь одна из них.

Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)

Как это работает

Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. В результате их взаимодействия между собой ротор приводится в движение. Контроль показателей пускового тока в таких двигателях осуществляется частотным преобразователем.

Несмотря на то, что функцию фаз определяет схема присоединения двигателя к сети, дополнительную обмотку нередко называют пусковой. Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин – крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. Проще говоря, при некоторых условиях, не подсоединяя вторую фазу через конденсатор, мы могли бы запустить двигатель, раскрутив ротор вручную и поместив в статор. В реальных условиях для этого необходимо запустить двигатель с помощью пусковой обмотки (для смещения по фазе), а потом разорвать цепь, идущую через конденсатор. Несмотря на то, что поле на рабочей фазе пульсирующее, оно движется относительно ротора и, следовательно, наводит электродвижущую силу, свой магнитный поток и силу тока.

Основные схемы подключения

В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др.), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

• рабочий;
• пусковой;
• рабочий и пусковой конденсатор.

В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.

Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).

Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.

Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.

Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.

На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.

Другие способы

При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор.

С экранированными полюсами и расщепленной фазой

В конструкции такого двигателя используется короткозамкнутая дополнительная обмотка, а на статоре присутствуют два полюса. Аксиальный паз делит каждый из них на две несимметричные половины, на меньшей из которых располагается короткозамкнутый виток.

После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части. Одна из них движется через экранированную часть полюса. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Благодаря индуктивности появляется электродвижущая сила и сдвиг магнитных потоков по фазе и времени.

Витки короткозамкнутой обмотки приводят к существенным потерям энергии, что и является главным недостатком схемы, однако она относительно часто используется в климатических и нагревательных приборах с вентилятором.

С асимметричным магнитопроводом статора

Особенностью двигателей с данной конструкцией заключается в несимметричной форме сердечника, из-за чего появляются явно выраженные полюса. Для работы схемы необходим короткозамкнутый ротор и обмотка в виде беличьей клетки. Характерным отличием этой конструкции является отсутствие необходимости в фазовом смещении. Улучшенный пуск двигателя осуществляется благодаря оснащению его магнитными шунтами.

Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов. Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники.

Подбор конденсатора

Перед тем как подключить однофазный электродвигатель, необходимо произвести расчет необходимой ёмкости конденсатора. Это можно сделать самостоятельно или воспользоваться онлайн-калькуляторами. Как правило, для рабочего конденсатора на 1 кВт мощности должно приходиться примерно 0,7-0,8 мкФ емкости, и около 1,7-2 мкФ – для пускового. Стоит отметить, что напряжение последнего должно составлять не менее 400 В. Эта необходимость обусловлена возникновением 300-600 вольтного всплеска напряжения при старте и останове двигателя. Керамический и электролитический конденсатор

Ввиду своих функциональных особенностей однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовой технике: пылесосах, холодильниках, газонокосилках и других приборов, для работы которых достаточно частоты вращения двигателя до 3000 об/мин. Большей скорости, при подключении к стандартной сети с частотой тока в 50 Гц, невозможно. Для развития большей скорости используют коллекторные однофазные двигатели.

Это может быть интересно:

tokidet.ru

Подключение электродвигателя через конденсатор

Тема очень востребованная и вызывающая множество вопросов. Для начала разберемся какие бывают асинхронные электродвигатели переменного тока и в каких случаях применяется подключение через конденсаторы. Затем рассмотрим схемы и формулы для выбора конденсаторов.

Двигатели по способу питания делятся на трехфазные и однофазные. Вначале разберемся с подключением через конденсатор трехфазного ЭД.

Коротенько про трехфазные асинхронные электродвигатели

Трехфазные асинхронные электродвигатели получили широкое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, быту. ЭД состоит из статора, ротора, клеммной коробки, щитов с подшипниками, вентилятора и кожуха вентилятора.

Стягивающие шпильки я уже снимать не стал, чтобы добраться до статора с ротором. Но выпирающая часть, на которой сидит вентилятор и есть ротор. Ротор — вращающаяся часть, статор неподвижная (на рисунке его не видно).

Далее посмотрим на клеммник более внимательно. С одной стороны у нас С1-С2-С3, а ниже — С4-С5-С6. Это начала и концы обмоток фаз электродвигателя. У нас имеются три фазы, так как двигатель трехфазный — С1-С4, С2-С5, С3-С6. Также присутствует на фото ржавый болт заземления, он находится в клеммнике сверху слева.

Соединение, которое видно на фотографии называется “звезда”. Я уже писал про звезду и треугольник для трансформаторов — аналогично и для электродвигателей. Сбоку на фотографии я добавил как выглядит схематично звезда для данного электродвигателя и треугольник. Вся разница в расположении перемычек. Их комбинации определяют схему соединения ЭД.

работа трехфазного электродвигателя без одной фазы при постоянной нагрузке

Электродвигатель может работать от однофазной сети и без дополнительных мер и схем. Например, при повреждении одной из фаз. Однако, в данном случае произойдет снижение частоты вращения. Снижение частоты вращения приведет к увеличению скольжения, что в свою очередь вызовет увеличение тока двигателя.

А возрастание тока приведет к нагреву обмоток. При такой ситуации необходимо разгрузить ЭД до 50%. Работа в таком режиме возможна, однако, если двигатель остановится, то повторно пуститься уже не получится.

почему для пуска от однофазной сети используют именно конденсаторы

Повторный пуск не произойдет, так как магнитное поле статора будет пульсирующим и, коротко говоря, из-за направленности определенных векторов в противоположные стороны ротор будет неподвижен. Чтобы двигатель пустился, нам необходимо изменить расположение этих векторов. Для этого и используют элементы, которые сдвигают фазы векторов. Рассмотрим схему, которая реализует эту возможность.

На схеме мы видим, что обмотка разделилась на две ветви — пусковую и рабочую. Пусковая используется с начала пуска до разворота двигателя, затем отключается и используется только рабочая. Для отключения пусковой можно использовать кнопку, например. Нажал и держи пока не развернулся двигатель, а потом отпускай и цепочка разорвана.

Фазосдвигающими элементами могут выступать сопротивления или конденсаторы. Разница в применении тех или иных в форме магнитного поля. И если, говорить проще, то выбирают конденсаторы, так как при одном значении пускового момента, меньший пусковой ток будет при использовании конденсаторов.

А при одинаковых пусковых токах у схем с конденсатором будет больше начальный вращающий момент, то есть движок будет быстрее разгоняться, что несомненно лучше для эксплуатации.

Важно: подключение через конденсаторы производят для двигателей до 1,5кВ. Вычислено, что для более мощных ЭД стоимость емкостных элементов превысит стоимость самого движка, следовательно, их установка является нерентабельной. Хотя, если достать их нахаляву, что в нашем пространстве не редкость, то можно и попробовать.

как подключить электродвигатель через конденсатор

Так как конденсаторы выгоднее во многих смыслах для пуска ЭД, то разберем пару схемок пуска с применением конденсаторов. Для схемы соединения “треугольник” и для схемы соединения “звезда”.

Пусковая ветвь будет использоваться до момента разворота ЭД, рабочая — напротяжении всей работы двигателя.

конденсаторы для запуска электродвигателя

Логично будет далее разобраться, как рассчитать пусковой и рабочий конденсатор для двигателя. Для правильного подбора нам необходимо знать паспортные данные ЭД, или иметь шильду с заводскими значениями.

Существуют различные схемы и в каждой конденсаторы выбираются по своему. Для схем, приведенных выше выбор конденсаторов осуществляется по двум формулам:

схема “звезда”:

Рабочая емкость = 2800*Iном.эд/Uсети

схема “треугольник”:

Рабочая емкость = 4800*Iном/Uсети

Пусковая емкость в обоих случаях принимается равной 2-3 от рабочей.

В формулах выше Iном — это номинальный ток фазы электродвигателя. Если посмотреть на табличку, где через дробь указываются два тока, то это будет меньший из них. Uсети — напряжение питающей сети(~127, ~220). Значит, вычислили мы ёмкость и следующим шагом нам надо знать напряжение на конденсаторе. Для схем приведенных на рисунках выше напряжение на конденсаторе равняется 1,15 от напряжения сети. Но это напряжение переменного тока, а для выбора конденсаторов надо знать напряжение постоянного тока. Тут нам и понадобится небольшая табличка:

Например, напряжение сети ~220, умножаем на 1,15 получаем 253. В таблице смотрим переменка 250 соответствует постоянке 400В для емкости до 2мкФ, или 600В для емкостей 4-10мкФ. Нужно, чтобы номинальное напряжение конденсатора было равно или больше расчетного.

Далее, зная рабочее напряжение и требуемую емкость подбираем конденсаторы по параметрам: типы и нужное количество. Конденсаторы для пусковой цепи порой так и называются — пусковыми.

Вот так, шаг за шагом, мы разобрали как подключить трехфазный асинхронный электродвигатель в однофазную сеть и что для этого необходимо рассчитать и знать. Существуют и другие схемы для подключения двигателя через конденсатор, но эти вопросы рассмотрим в другой раз в другой статье.

pomegerim.ru

Схема подключения однофазного электродвигателя на 220 вольт через конденсатор

Нередки случаи, когда необходимо подключить электродвигатель к сети 220 вольт — это происходит при попытках приобщить оборудование к своим нуждам, но схема не отвечает техническим характеристикам, указанным в паспорте такого оборудования. Мы постараемся разобрать в этой статье основные приемы решения проблемы и представим несколько альтернативных схем с описанием для подключения однофазного электродвигателя с конденсатом на 220 вольт. Почему так происходит? Например, в гараже необходимо подключение асинхронного электродвигателя на 220 вольт, который рассчитан на три фазы. При этом, необходимо сохранить КПД (коэффициент полезного действия), так поступают в случае, если альтернативы (в виде движка) просто не существует, потому как в схеме на три фазы легко образуется вращающееся магнитное поле, которое обеспечивает создание условий для вращения ротора в статоре. Без этого КПД будет меньше, по сравнению с трехфазной схемой подключения. Когда в однофазных движках присутствует только одна обмотка, мы наблюдаем картину, когда поле внутри статора не вращается, а пульсирует, то есть толчок для пуска не происходит, пока собственноручно не раскрутить вал. Для того, чтобы вращение могло происходить самостоятельно, добавляем вспомогательную пусковую обмотку. Это вторая фаза, она перемещена на 90 градусов и толкает ротор при включении. При этом двигатель все равно включен в сеть с одной фазой, так что название однофазного сохраняется. Такие однофазные синхронные моторы имеют рабочую и пусковую обмотки. Разница в том, что пусковая действует только при включении заводя ротор, работая всего три секунды. Вторая же обмотка включена все время. Для того, чтобы определить где какая, можно использовать тестер. На рисунке можно увидеть соотношение их со схемой в целом. Подключение электродвигателя на 220 вольт: мотор запускается путем подачи 220 вольт на рабочую и пусковую обмотки, а после набора необходимых оборотов нужно вручную отключить пусковую. Для того, чтобы фазу сдвинуть, необходимо омическое сопротивление, которое и обеспечивают конденсаторы индуктивности. Встречается сопротивление как в виде отдельного резистора, так и в части самой пусковой обмотки, которая выполняется по бифилярной технике. Она работает так: индуктивность катушки сохраняется, а сопротивление становиться больше из-за удлиненного провода из меди. Такую схему можно наблюдать на рисунке 1: подключение электродвигателя 220 вольт. Рисунок 1. Схема подключения электродвигателя 220 вольт с конденсатором Существуют также моторы, у которых обе обмотки непрерывно подключены к сети, они называются двухфазные, потому как поле внутри вращается, а конденсатор предусмотрен, чтобы сдвигать фазы. Для работы такой схемы, обе обмотки имеют провод с равным друг другу сечением. Схема подключения коллекторного электродвигателя на 220 вольт Где можно встретить в быту? Электрические дрели, некоторые стиральные машинки, перфораторы и болгарки имеют синхронный коллекторный двигатель. Он способен работать в сетях с одной фазой даже без пусковых механизмов. Схема такая: перемычкой соединяются концы 1 и 2, первый берет начало в якоре, второй – в статоре. Два кончика, которые остались, необходимо присоединить к питанию в 220 вольт. Подключение электродвигателя 220 вольт с пусковой обмоткой Внимание! Такая схема исключает блок электроники, а следовательно – мотор сразу же с момента старта, будет работать на полную мощность – на максимальных оборотах, при запуске буквально срываясь с силой от пускового электротока, который вызывает искры в коллекторе; существуют электромоторы с двумя скоростями. Их можно определить по трем концам в статоре, выходящим из обмотки. В этом случае скорость вала при подключении уменьшается, а риск деформации изоляции при старте – увеличивается; направление вращения можно изменить, для этого следует поменять местами окончания подключения в статоре или якоре. Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором Есть еще один вариант подключения электродвигателя мощность в 380 Вольт, который приходит в движение без нагрузки. Для этого также необходим конденсатор в рабочем состоянии. Один конец подключается к нулю, а второй — к выходу треугольника с порядковым номером три. Чтобы изменить направление вращения электромотора, стоит подключить его к фазе, а не к нулю. Схема подключения электродвигателя 220 вольт через конденсаторы В случае, когда мощность двигателя более 1,5 Киловатта или он при старте работает сразу с нагрузкой, вместе с рабочим конденсатором необходимо параллельно установить и пусковой. Он служит увеличению пускового момента и включается всего на несколько секунд во время старта. Для удобства он подключается с кнопкой, а все устройство — от электропитания через тумблер или кнопку с двумя позициями, которая имеет два фиксированных положения. Для того, чтобы запустить такой электромотор, необходимо все подключить через кнопку (тумблер) и держать кнопку старта, пока он не запустится. Когда запустился – просто отпускаем кнопку и пружина размыкает контакты, отключая стартер Специфика заключается в том, что асинхронные двигатели изначально предназначаются для подключения к сети с тремя фазами в 380 В или 220 В. Важно! Для того чтобы подключить однофазный электромотор в однофазную сеть, необходимо ознакомиться с данными мотора на бирке и знать следующее: Р = 1,73 * 220 В * 2,0 * 0,67 = 510 (Вт) расчет для 220 В Р = 1,73 * 380 * 1,16 * 0,67 =510,9 (Вт) расчет для 380 В По формуле становиться понятно, что электрическая мощность превосходит механическую. Это необходимый запас для компенсации потерь мощности при старте — создании вращающегося момента магнитного поля. Существуют два типа обмотки — звездой и треугольником. По информации на бирке мотора можно определить какая система в нем использована. Это схема обмотки звездой Красные стрелки — это распределение напряжения в обмотках мотора, говорит о том, что на одной обмотке распределяется напряжение единичной фазы в 220 В, а двух других — линейного напряжения 380 В. Такой двигатель можно приспособить под однофазную сеть по рекомендациям на бирке: узнать для какого напряжения созданы обмотки, можно соединять их звездой или треугольником. Схема обмотки треугольником проще. По возможности лучше применить ее, так как двигатель будет терять мощность в меньшем количестве, а напряжение по обмоткам всюду будет равно 220 В. Это схема подключения с конденсатором асинхронного двигателя в однофазную сеть. Включает рабочие и пусковые конденсаторы. Пример: применяем конденсаторы ориентируясь на напряжение, минимум 300 или 400 В; емкость рабочих конденсаторов набирается путем параллельного их соединения; вычисляем таким образом: каждые 100 В — это еще 7мкФ, учитывая, что 1 кВт равен 70 мкФ; это пример параллельного соединения конденсаторов емкость для пуска должна превышать в три раза емкость рабочих конденсаторов. Важно! Если при старте не отключить вовремя пусковые конденсаторы, когда мотор наберет стандартные для него обороты, они приведут к большому перекосу по току во всех обмотках, что попросту заканчивается перегревом электромотора.

Как подключить электродвигатель к бытовой сети

Человек окружен электродвигателями. Их устанавливают в стиральные машины, настенные часы, автомобили, электроинструменты, и даже в игрушечные машинки. Они популярны в силу своей неприхотливости и прочности.

Как же подключить электродвигатель? Для работы обычного асинхронного двигателя достаточно двух проводов – фазы и нуля. Однако подключение усложняется, если речь идет о трехфазном варианте. Чтобы разобраться в тонкостях подключений, необходимо понимать базовые принципы электрики.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Однофазный асинхронный двигатель – это электромотор, запитанный от сети переменного тока. Он состоит из нескольких компонентов:

• корпуса двигателя;
• ротора;
• статор.
• проводов электропитания.

В корпусе устройства располагается статор. Он состоит из рабочей и пусковой обмотки. На них подается электрический ток, который вызывает электромагнитное поле. Действие токов раскручивает ротор, установленный посередине статора. При этом необходимо учитывать, что запуск двигателя происходит принудительно. На рабочую обмотку подают ток, при этом пусковую обмотку запускают в ручном режиме, через кнопку.

Такая схема позволяет включить двигатель без дополнительных компонентов, но данная компоновка может привести к поломке двигателя. Дело в том, что сама по себе рабочая обмотка не раскручивает мотор. Она создает пульсирующее магнитное поле, силы которой не хватает на первоначальную раскрутку ротора. Рабочий контур будет ждать подключения пусковой обмотки. Она дает толчок ротору, позволяет подключиться к работе основной обмотке.

В противном случае рабочая обмотка будет находиться под постоянным напряжением. Из-за высокого сопротивления она начинает греться и постепенно приходит в негодность. Для исправления данной ситуации используют конденсаторы. Они делают старт двигателя безопасным, сохраняет ресурс обмоток.

ВНИМАНИЕ: Для определения типа обмотки используют мультиметр. С его помощью определяют сопротивление на выходах проводов из асинхронного двигателя. Прибор показывает меньшее сопротивление на рабочем контуре, большее на пусковой обмотке.

Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей

Конденсатор – это компонент электрической цепи, накапливающий в себе заряд электрического тока. Данный элемент может снижать или повышать нагрузку на компоненты электроприборов. В системе переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения. Емкость элемента измеряют в фарадах (Ф) или микрофарадах (мкФ).

Конструктивно данный элемент представляет собой две пластины или обкладки, посредине которых находится диэлектрик, толщина которого намного меньше размеров обкладок. Конденсатор позволяет накапливать больший или меньший ток, необходимый для корректной работы элементов электрической цепи.

Различают три вида конденсаторов:

1. Полярные. Не используются в сетях переменного тока из-за быстрого разрушения прослойки диэлектрика. Это приводит к короткому замыканию цепи.
2. Неполярные. Работают в сетях переменного и постоянного тока. Их обкладки одинаково взаимодействуют с источником и диэлектриком.
3. Электролитические или оксидные. В этом конденсаторе используют тонкую оксидную пленку в качестве электродов. Это позволяет работать с максимально возможной емкостью конденсатора. Используют на моторах с низкой частотой вращения.

Из этого следует, что для подключения к асинхронному однофазному двигателю более всего подходит неполярный конденсатор.

Для асинхронного двигателя используют конденсаторы:

• рабочие;
• пусковые (стартовые).

Первая группа элементов направлена на снижения тока на основной контур обмотки мотора. Она бережет статор от перенапряжения. Стартовые конденсаторы работают кратковременно – до 3 секунд. Они включаются в самом начале работы двигателя.

Подключение конденсатора и разных контуров обмотки может проходить в различной последовательности. Это влияет на производительность мотора и его эксплуатационные характеристики.

ВАЖНО. Для корректной работы конденсатора нужно правильно рассчитать объем данного компонента. В электрике существует правило: на 100 Ватт мощности берут примерно 7 мкФ емкости рабочего конденсатора. Для пускового элемента данный параметр увеличивается в 2.5 раза. На практике данные показатели могут незначительно отличаться. Это происходит из-за конструктивных особенностей разных двигателей, а также общей выработки устройства.

Какой вариант подключения двигателя лучше всего?

Рассмотрим схему подключения данного элемента в цепи асинхронного двигателя. Конденсаторы устанавливают в разрыв питания на выходах основной и пусковой обмотки.

Их можно комбинировать следующим образом:

1. Установка пускового конденсатора, включающегося на короткий промежуток времени для снятия нагрузки на основную обмотку. При этом емкость элемента рассчитывают исходя из пропорции: на 1 кВт мощности мотора – конденсатор 70 мкФ.
2. Установка рабочего конденсатора в контур основной обмотки. В этом случае пусковая обмотка подключена напрямую и работает постоянно. Для такой схемы работы выбирают конденсатор, мощностью в пределах 23-35 мкФ.
3. Пусковой и рабочий конденсатор устанавливаются параллельно.

Эти схемы рассчитаны на подключение асинхронного двигателя на 220в. Данные пропорции носят рекомендательный характер и подбираются индивидуально для каждого типа мотора. Для подбора оптимальной комбинации стоит внимательно следить за работой агрегата.

Например, если мотор начинает сильно перегреваться после установки рабочего конденсатора, стоит понизить его мощность в два раза. Рекомендуется устанавливать конденсаторы с рабочим напряжением не менее 450В.

Зная, как подключается однофазный асинхронный двигатель в сеть 220В, можно подключить любой подобный агрегат без особых опасений. Главное четко представлять схему подключения и иметь под рукой хотя бы один пусковой конденсатор.

Однако для серьезных рабочих станков такой вариант неуместен. Дело в том, что на мощном электроинструменте ставят трехфазные двигатели, которые не получится подключить напрямую в стандартную сеть 220В. Чтобы запитать трехфазный асинхронный двигатель в бытовую сеть, потребуется изучить внутреннюю схему подключения его обмоток.

Способы подключения трехфазных электродвигателей

В электротехнике есть два типа коммутации питания трехфазного асинхронного двигателя:

• методом звезды;
• методом треугольника.

Перечисленные типы подключений используют на всех типах трехфазных электромоторов. От того, какой метод применен, зависит характер работы двигателя, его максимальные нагрузки. Так двигатели с подключением типа «звезда» обладают плавным запуском, но не могут работать на максимальной нагрузке, заявленной в техническом паспорте. Моторы с «треугольником» наоборот быстро стартуют и могут выдавать максимальную мощь.

Как определить схему подключения обмоток?

Распознать метод обмотки довольно просто. Это можно сделать двумя способами:

Посмотреть номерную табличку на двигателе. Обычно на ней отображены все технические данные, касающиеся работы двигателя. Среди прочего можно встретить два символа:

• геометрическую фигуру треугольника;
• звезду из трех лучей.

Необходимо сопоставить, какой из символов в таблице находится под значением 380В. Это может выглядеть следующим образом: 220/380В и рядом с ними символы «треугольник»/«звезда». Данное обозначение говорит, что на моторе, подсоединенном в сеть 380В, работает обмотка звезда.

Однако не всегда на моторе есть подобная табличка. Она может отсутствовать или быть затертой. Данный способ определения больше подходит для новых двигателей, которые никто не ремонтировал и не обслуживал. Старый агрегат лучше проверить самостоятельно. Для этого потребуется второй способ распознания типа обмотки.

Раскрутить блок управления и посмотреть на клеммник. На нем можно увидеть 6 выводов проводов. Соответственно – 3 начала и три конца обмотки. В зависимость от типа коммутации, этих выходов можно говорить о методе обмотки:

• Метод «звезда». В этом случае три выхода соединены одной перемычкой. Три оставшихся входа подключены к отдельной фазе друг за другом.
• Метод «треугольник». Каждые два вывода проводов последовательно соединены перемычками. Таким образом обмотки переходят друг в друга. При этом провода питания подведены к каждому входу индивидуально.

Данный способ дает полную картину того, как работает двигатель и по какой схеме он подключен. Зная это, можно подключить мотор к сети 220В.

ИНФОРМАЦИЯ: в редких случаях, раскрутив блок управления, можно обнаружить в нем не 6 контактов, а только 3. Это говорит о том, что схема коммутации находится в самом двигателе – под защитным кожухом со стороны торца.

Подключаем трехфазный двигатель к 220В

Данный способ подразумевает подключение трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В посредством конденсатора. Чтобы подключение было правильным, необходимо соблюсти несколько условий:

1. Схема подключения для двигателя – треугольник. Если на двигателе выводы соединены по методу звезды, необходимо их перекоммутировать.
2. Конденсатор подбирают по принципу: на каждые 100Вт – 10 мкФ.
3. Способ подходит для простых двигателей, без внутренних блоков управления и предустановленных конденсаторов.

Для наглядности объяснения обозначим выводы от 1 до 6. Алгоритм подключения:

1. Работаем только с группой выводов, располагающейся с одной стороны (например, с 1-го по 3-ий).
2. Берем выводы 1 и 2 и подсоединяем на них провода конденсатора.
3. Берем провод питания, который будет подключаться к сети 220В. Подключаем один конец провода питания к 1-му выводу, второй на 3-ий вывод. Второй вывод не трогаем, на нем запитан конденсатор и больше ничего!
4. Запускаем двигатель.

Этот способ прост и безопасен. Также перед самим подключением рекомендуется прозвонить все обмотки на предмет «пробития» на корпус, а также целостности самих контуров.

Заключение

Подключить любой асинхронный двигатель к бытовой сети намного проще, чем это может показаться. Главное – знать схемы подключения, а также уметь обращаться с мультиметром.

Схема подключения электродвигателя через конденсатор

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ В ОДНОФАЗНУЮ СЕТЬ

В результате имеем агрегат малой мощности 1,5 Вт.

Ротор представлен барабаном силумина с медными прожилками.

Без вольтметра со стрелкой не обойтись.

На выходе силовых контактов происходит включение электрического двигателя, параллельно присоединяется вход на вольт. Что касается подключения однофазного двигателя, одна катушка обычно имеет большее сопротивление. Подключение электродвигателя к однофазной сети В Обычно для подключения к однофазной сети В используются специальные двигатели, предназначенные для подключения именно к такой сети, и вопросов с их питанием не возникает, так как для этого просто требуется вставить вилку большинство бытовых насосов оснащены стандартной вилкой Шуко в розетку Иногда требуется подключение трехфазного электродвигателя к сети В если, например, нет возможности провести трехфазную сеть. Прозваниваем обмотки.

Их можно использовать в других конструкциях: изготовить самодельные станки, электронасосы, газонокосилки, вентиляторы. Сумма с сопротивлением рабочей обмотки равняется первому пункту списка. Коллекторный вариант Универсальность этого двигателя заключается в том, что он имеет возможность получать энергию от преобразователей переменной или постоянной разновидности тока.

Функциональная схема частотно-регулируемого привода В зависимости от функционала частотные преобразователи реализуют следующие методы регулирования асинхронным электродвигателем: скалярное управление; векторное управление. Обмотки в моторах изготавливаются с разделением на несколько выводов. Точки, сопротивление между которыми составляет единицы или доли ом близко к нулю , являются выводами одной обмотки. Способы подключения электродвигателей Способы подключения электродвигателей Вначале рассмотрим разницу между устройствами и вольт.

Но практики оперируют только пусковой и рабочей обмотками. От того, выберем мы один или другой, будет зависеть в какую сторону начнет вращаться двигатель. В промышленности они применяются в заводских станках, вентиляторах, компрессорах, насосах, лебёдках для поднятия и перемещения груза.

Давайте пойме отличие синхронных двигателей от асинхронных. Но вот в том случае, если вам потребуется подключить такой электрический двигатель в бытовую сеть, придётся использовать маленькую хитрость. С включенным конденсатором на обмотке запуска.
Как быстро и просто подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть DuMA8819

Схемы подключения

Варианты подключения двигателя через конденсатор:

• схема подключения однофазного двигателя с использованием пускового конденсатора;
• подключение электродвигателя с использованием конденсатора в рабочем режиме;
• подключение однофазного электродвигателя с пусковым и рабочим конденсаторами.

Все эти схемы успешно применяются при эксплуатации асинхронных однофазных двигателей. В каждом случае есть свои достоинства и недостатки, рассмотрим каждый вариант более подробно.

Схема с пусковым конденсатором

Идея заключается в том, что конденсатор включается в цепь только при пуске, используется пусковая кнопка, которая размыкает контакты после раскрутки ротора, по инерции он начинает вращаться. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. В качестве кратковременного переключателя ставят кнопки с группой контактов или реле.

Поскольку схема кратковременного подключения однофазного двигателя через конденсатор предусматривает кнопку на пружине, которая при отпускании размыкает контакты, это дает возможность экономить, провода пусковой обмотки делают тоньше. Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.

Схемы и конструкции регулировки скорости вращения и предотвращения перегрузок электродвигателя на автомате могут быть различны. Иногда центробежный выключатель устанавливается на валу ротора или на других элементах, вращающихся от него с прямым соединением, или через редуктор.

Под действием центробежных сил груз оттягивает пружины с контактной пластиной, при достижении установленной скорости вращения замыкает контакты, переключатель реле обесточивает двигатель или подает сигнал на другой механизм управления.

Бывают варианты, когда тепловое реле и центробежный выключатель устанавливаются в одной конструкции. В этом случае тепловое реле отключает двигатель при воздействии критической температуры или усилиями раздвигающегося груза центробежного выключателя.

В связи с особенностями характеристик асинхронного двигателя конденсатор в цепи дополнительной катушки искажает линии магнитного поля, от круглой формы до эллиптической, в результате этого потери мощности увеличиваются, снижается КПД. Пусковые характеристики остаются хорошие.

Схема с рабочим конденсатором

Отличие этой схемы в том, что конденсатор после пуска не отключается, и вторичная обмотка на протяжении всей работы импульсами своего магнитного поля раскручивает ротор. Мощность электродвигателя в этом случае значительно увеличивается, форму электромагнитного поля можно попытаться приблизить от эллиптической формы к круглой подбором емкости конденсатора. Но в этом случае момент пуска более продолжительный по времени, и пусковые токи больше. Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями. Если при изменении нагрузки включать соответствующую емкость, это улучшит рабочие характеристики, но существенно усложняет схему и процесс эксплуатации.

Комбинированная схема с двумя конденсаторами

Оптимальным вариантом для усреднения рабочих характеристик является схема с двумя конденсаторами — пусковым и рабочим.

Подключение к однофазной сети

Для подключения трёхфазного электродвигателя 380В к однофазной сети 220В чаще всего используется схема с фазосдвигающими конденсаторами (пусковыми и рабочими). Без конденсаторов двигатель может и запустится, но только без нагрузки, и придется при запуске крутануть его вал от руки.

Проблема состоит в том, что для работы АД нужно вращающееся магнитное поле, которое нельзя получить от однофазной сети без дополнительных элементов. Но подключив одну из обмоток через дроссель, можно сдвинуть фазу напряжения до -90˚ а с помощью конденсатора на +90˚ относительно фазы в сети. Подробнее вопрос сдвига фаз мы рассматривали в статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Чаще всего для сдвига фаз используют именно конденсаторы, а не дроссели. Таким образом получают не вращающееся, а эллиптическое. В результате вы теряете около половины мощности от номинала. Однофазные АД работают при таком включении лучше, за счет того, что у них обмотки изначально рассчитаны и расположены на статоре для такого подключения.

Типовые схемы подключения двигателя без реверса для схем звезды или треугольника вы видите ниже.

Резистор на схеме ниже нужен для разрядки конденсаторов, так как после отключения питания на его выводах останется напряжение и вас может ударить током.

Ёмкость конденсатора для подключения трёхфазного двигателя к однофазной сети вы можете выбрать исходя из таблицы ниже. Если вы наблюдаете сложный и затяжной запуск — зачастую нужно увеличить пусковую (а иногда и рабочую) ёмкость.

Или посчитать по формулам:

Если двигатель мощный или запускается под нагрузкой (например, в компрессоре) — нужно подключить и пусковой конденсатор.

Чтобы упростить включение вместо кнопки «РАЗГОН» используют «ПНВС». Это кнопка для запуска двигателей с пусковым конденсатором. У неё три контакта, на два из них подключается фаза и ноль, а через третий – пусковой конденсатор. На лицевой панели расположено две клавиши — «ПУСК» и «СТОП» (как на автоматах АП-50).

Когда вы включаете двигатель и нажимаете первую клавишу до упора, замыкаются три контакта, после того как двигатель раскрутился, и вы отпускаете «ПУСК», средний контакт размыкается, а два крайних остаются замкнутыми, из цепи выводится пусковой конденсатор. При нажатии кнопки «СТОП» все контакты разомкнуться. Схема подключения при этом почти аналогична.

Подробно о том, что такое и как правильно подключить ПНВС, вы можете посмотреть в следующем видео:

Схема подключения электродвигателя 380В к однофазной сети 220В с реверсом изображена ниже. За реверс отвечает переключатель SA1.

Обмотки двигателя 380/220 соединяют треугольником, а у двигателей 220/127 – звездой, так чтобы напряжение питания (220 вольт) соответствовало номинальному напряжению обмоток. Если всего три выхода, а не шесть, то вы не сможете изменять схемы подключения обмоток без вскрытия. Здесь есть два варианта:

1. Номинальное напряжение 3х220В — вам повезло, и используйте приведенные выше схемы.
2. Номинальное напряжение 3х380В — вам меньше повезло, так как двигатель может плохо запускать или вообще не запускаться если подключать его в сеть 220В, но стоит попробовать, возможно работать будет!

Но при подключении электродвигателя 380В на 1 фазу 220В через конденсаторы есть одна большая проблема — потери мощности. Они могут достигать 40-50%.

Главным и действенным способом подключения без потери мощности является использование частотника. Однофазные частотные преобразователи выдают на выходе 3 фазы с линейным напряжением 220В без нуля. Таким образом вы можете подключать двигатели до 5 кВт, для большей мощности просто очень редко встречаются преобразователи, способные работать с однофазным вводом. В этом случае вы не только получите полную мощность двигателя, но и сможете полноценно регулировать его обороты и реверсировать его.

Теперь вы знаете, как подключить трехфазный двигатель на 220 и 380 Вольт, а также что для этого нужно. Надеемся, предоставленная информация помогла вам разобраться в вопросе!

Материалы по теме:

• Подключение магнитного пускателя на 380 и 220в
• Как собрать трехфазный щит
• Как выбрать частотный преобразователь

Однофазный двигатель с ассиметричным магнитопроводом статора

Особенность конструкции заключается в наличии явно выраженных полюсов, расположенных на несимметричном сердечнике, изготовленным шихтованным способом. Конструкция ротора короткозамкнутая, тип обмотки – «беличья клетка». В конструкции такого двигателя характерно отсутствие элементов для сдвига по фазе. Улучшение пусковой характеристики достигается добавление в конструкцию магнитных шунтов.

Недостатки этих машин
:

1. Малый КПД.
2. Невозможность реверсирования.
3. Невысокий пусковой момент.
4. Сложность операций по изготовлению магнитных шунтов.

Несмотря на наличие недостатков, однофазные асинхронные машины широко используются для конструирования бытовой техники, причина в невысокой мощности бытовой электрической сети, которой соответствует мощность однофазных асинхронных двигателей.

Однофазный двигатель может быть коллекторным или с короткозамкнутым ротором. С коллекторным двигателем все достаточно просто: два выходящих из корпуса двигателя проводочка воткнули в розетку — подключение состоялось. С подключением однофазного двигателя с короткозамкнутым ротором придется повозиться. Все дело в определении выводов.
Параллельно рабочей обмотке (РО)
в однофазном двигателе подключается пусковая (ПО)
для создания хоть какого-то вращающегося магнитного поля.Однофазный двигатель с четырьмя выводами
имеет ПО постоянного подключения. Она действует в паре с основной, не отключаясь, только подключение делается через (Рис.а). Схема подключения такого однофазного двигателя очень удобна, так как все проводочки легко доступны, их можно с помощью переключателя менять местами для выполнения (Рис.а1). Определяются они без особого труда: вызвонить омметром и найти прозванивающиеся пары.
Например, омметр определил замкнутую цепь первого вывода со вторым, а третьего — с четвертым. Значит, 1 и 2 — одна обмотка, 3 и 4 — другая. Четвертый провод соединяем со вторым (или первый с третьим, все равно) — это общий. не имеют значения. Далее все подключение по рисунку а или а1.
Немного сложнее разобраться с двигателем с тремя выходящими жилами
. В таких случаях ПО подключается кратковременно: двигатель раскрутился, и она отключается, иначе сгорит. Как происходит подобная коммутация?
Для этого придумали пуско-защитное реле
. Функция его заключается не только в подключении ПО, но и для создания ее оптимального времени отключения.
Во время запуска через электромагнитную катушку
проходит большой ток. В этот момент ее сердечник втягивается и воздействует на контакт, управляющий ПО (Рис, 1 и 2). После запуска ток падает, отпускается сердечник, пусковая цепь разрывается.При межвитковом замыкании
в рабочей обмотке ток постоянно высокий, ПО остается в работе, двигатель задымился. Для защиты вмонтировано тепловое реле с биметаллической пластиной, отключающее Х3 от сети.
Если двигатель в течение короткого времени то включится, то отключится, значит, срабатывает тепловая защита

Причина или в межвитковом замыкании, или в пониженном (повышенном) напряжении сети.
Обратите внимание на странный, на первый взгляд, рисунок 3. Это крышка от пуско-защитного аппарата, на которой указана маркировка подключаемых к нему проводов и обозначена стрелка

С маркировкой все понятно — концы не перепутать при подключении. А вот стрелка указывает на положение релюшки в пространстве
: она всегда должна быть обращена вверх. Будучи еще начинающим электриком, я ремонтировал стиральную машину. Перевернул ее вверх дном. Оказалось, всего-то надо ремень заменить. Заменил, попробовал включить — заработала… и задымилась, двигатель сгорел.
Уже спустя некоторое время узнал, что на перевернутой релюшке контакт остается замкнутым, тогда как в нормальном положении под силой тяжести после отключения катушки он отпадает вниз. А у меня как раз в перевернутой машине оказался внизу. Просто надо было для пробного включения перевернуть аппарат, чтобы стрелка вновь показывала наверх.
Как же выполняется подключение однофазного двигателя с неизвестными тремя проводами
? Сопротивление ПО (Х1-Х3) в несколько раз больше сопротивления РО (Х2-Х3). Х3 выходит от места соединения ПО и РО (см. Рис. б).
Сначала промаркируем жилы, чтоб не запутаться (те же Х1, Х2 и Х3). Замеряем сопротивление, например, между Х1 и Х2, получилось, скажем, 60 Ом. Замерили Х1-Х3 — 45 Ом. Между Х2 и Х3 — только 15. Все это записали.
Смотрим самое большое (60) — общее всех обмоток. 15 — рабочая обмотка, 45 — пусковая. Находим тот проводок, с которым остальные два показывают 15 и 45 Ом. Это будет наш Х3.
Можно открыть крышку двигателя и визуально определить ПО: она намотана более тонким сечением.
Вот, пожалуй, и все!

Подключение двигателя ДАСМ-2УХЛ4

Если выводов четыре, они звонятся попарно.

Теоретически 5-ти концов достаточно, чтобы обеспечить 2 скорости полюсопереключаемость и два направления смена направления тока в возбуждающей обмотке. Надо выяснить схему подключения обмоток двигателя, имхо она не такая как на рис 1 и рис 2 Предполагаю, что это схема, указанная в п В — рис 3. Тогда поле получается круговым и элеткромагнитный момент машины не имеет пульсаций с удвоенной частотй сети.

Она на втором рисунке. Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

К недостаткам этих двигателей следует отнести также отсутствие возможности реверсирования при обычном исполнении. На рис.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Подшипниковые щиты двигателей бытового назначения, как правило, изготовляются литьем под давлением из сплава алюминия или цинка. Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. А если еще и делать это с умом… Куратора Приморского океанариума.

Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД. Обмоток, видимо, 4: медленная прямого вращения, медленная обратного вращения и две быстрых обмотки, подключаемых в режиме отжим. Без них мотор гудит, но не запускается если подключить его по схеме, описанной выше. Их различие в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть несколько вариантов схем подключения.

У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии. Ha данной странице обсуждают аирут71в2ухл4 конденсаторный схема подключения.

Двигатель представляет собой явнополюсную машину с сосредоточенными обмотками, расположенными на полюсах, и короткозамк-нутыми витками на части полюсов. Особенности конструкции для бытовых приборов В асинхронных двигателях бытового назначения широко применяют для листов статора и ротора горячекатаные слабо- легированные стали марок , ГОСТ Необходимый и достаточный пусковой момент создаст общепризнанная конденсаторная система пуска. Сколько концов выходит из двигателя. Экстракт алоэ — это стимулятор растительного происхождения, обладающий тонизирующим, противовоспалительным, желчегонным, слабительным, адаптогенным действием.
Подключение двигателя от стиральной машины с регулировкой оборотов.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

• один с рабочей обмотки — рабочий;
• с пусковой обмотки;
• общий.

С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими 

Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС
подключение однофазного двигателя

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно)

К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения  и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

• рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
• пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Как все может выглядеть на практике

Подключение

Для работы устройства требуется 1 фаза с напряжением 220 Вольт. Это означает, что подключить его можно в бытовую розетку. Именно в этом причина популярности двигателя среди населения. На всех бытовых приборах, от соковыжималки до шлифовальной машины, установлены механизмы этого типа.

аподключение с пусковым и рабочим кондсенсаторами

Существует 2 типа электромоторов: с пусковой обмоткой и с рабочим конденсатором:

1. В первом типе устройств, пусковая обмотка работает посредством конденсатора только во время старта. После достижения машиной нормальной скорости, она отключается, и работа продолжается с одной обмоткой.
2. Во втором случае, для моторов с рабочим конденсатором, дополнительная обмотка подключена через конденсатор постоянно.

Электродвигатель может быть взят от одного прибора и подключен к другому. Например, исправный однофазный мотор от стиральной машины или пылесоса может использоваться для работы газонокосилки, обрабатывающего станка и т.п.

Существует 3 схемы включения однофазного двигателя:

1. В 1 схеме, работа пусковой обмотки выполняется посредством конденсатора и только на период запуска.
2. 2 схема также предусматривает кратковременное подключение, однако оно происходит через сопротивление, а не через конденсатор.
3. 3 схема является самой распространенной. В рамках этой схемы конденсатор постоянно подключен к источнику электричества, а не только во время старта.

Подключение электромотора с пусковым сопротивлением:

1. Вспомогательная обмотка таких устройств имеет повышенное активное сопротивление.
2. Для запуска электромашины этого типа, может быть использован пусковой резистор. Его следует последовательно подключить к пусковой обмотке. Таким образом, можно получить сдвиг фаз 30° между токами обмоток, чего будет вполне достаточно для старта механизма.
3. Кроме того, сдвиг фаз может быть получен путем использования пусковой фазы с большим значением сопротивления и меньшей индуктивностью. У такой обмотки меньшее количество витков и тоньше провод.

Подключение мотора с конденсаторным пуском:

1. У данных электромашин пусковая цепь содержит конденсатор и включается только на период старта.
2. Для достижения максимального значения пускового момента, требуется круговое магнитное поле, которое выполняет вращение. Чтобы оно возникло, токи обмоток должны быть повернуты на 90° относительно друг друга. Такие фазосдвигающие элементы, как резистор и дроссель не обеспечивают необходимый сдвиг фаз. Только включение в цепь конденсатора позволяет получить сдвиг фаз 90°, если правильно подобрать емкость.
3. Вычислить, какие провода к какой обмотке относятся, можно путем измерения сопротивления. У рабочей обмотки его значение всегда меньше (около 12 Ом), чем у пусковой (обычно около 30 Ом). Соответственно, сечение провода рабочей обмотки больше, чем у пусковой.
4. Конденсатор подбирается по потребляемому двигателем току. Например, если ток равен 1.4 А, то необходим конденсатор емкостью 6 мкФ.

Как проверить двигатель перед запуском

Перед тем, как запустить асинхронный двигатель в работу, желательно его проверить на работоспособность. С чего же начать?

Внешний осмотр двигателя. Проверьте, нет ли сколов, вмятин, покрутите вал двигателя. Он должен крутиться плавно и без рывков в обе стороны. Этим действием вы проверяете подшипники, на которых держится ротор двигателя. Если вал двигателя подклинивает, то на это могут быть несколько причин: разбиты посадочные места под подшипники, убитые подшипники, либо ротор затирает статор. Для того, чтобы выяснить причину, нужно будет полностью разобрать двигатель и выяснить реальную проблему. Если все ок, то двигаемся к следующему шагу.

Проверяем обмотки двигателя. Для этого берем мультиметр, ставим его на измерение сопротивления и проверяем сопротивление обмоток. Если обмотки подключены по схеме “звезда”, то нам будет достаточно замерять сопротивление между клеммами, куда подается напряжение питания. Делается это в три этапа.

Раз.

Два.

Три.

Во всех трех случаях сопротивление должно быть одинаково. Допускается отклонение в несколько Ом.

Этими тремя действиями мы проверили обмотки нашего двигателя и убедились, что они все целые.

И заключительный шаг. Проверяем, не звонятся ли обмотки на землю. Так как все обмотки так или иначе соединяются между собой, достаточно будет встать щупом мультиметра на любую из обмоток, а вторым щупом встать на корпус двигателя. Переключатель на мультиметре поставить на измерение МОм.

В идеале должно получиться бесконечно большое сопротивление, в реале от 100 МОм и выше. Если сопротивление очень маленькое, что то около 1-10 Ом, то это означает, что какая-то из обмоток двигателя звонится на землю, что категорически недопустимо. На практике если же сопротивление меньше 1 МОм, то надо выяснить причину и устранить ее. Скорее всего в двигатель попала влага, грязь, либо произошел пробой диэлектрика медного провода. В этом случае поможет только полная разборка и визуальное выяснение причины.

Все те же самые операции применяются и к двигателю со схемой подключения “треугольник”.

Большинство материала для статьи” асинхронный двигатель” было взято из видео ниже. Обязательно к просмотру.

Оцените статью:Схема однофазных электродвигателей

Уважаемый г-н электрик: Где я могу найти схемы подключения однофазного электродвигателя?

Ответ: Я собрал группу схем подключения однофазных внутренних электродвигателей и клеммных соединений ниже. Внизу поста также видео о шунтирующих двигателях постоянного тока. ПРИМЕЧАНИЕ. Некоторые текстовые ссылки ниже ведут к соответствующим продуктам на Amazon и EBay.

Клеммы вращения двигателя — одно напряжение

ВРАЩЕНИЕ	L1	L2
По часовой стрелке	1,5	4,8
Против часовой стрелки	1,8	4,5

Вращение двигателя — двойное напряжение, только основная обмотка

НАПРЯЖЕНИЕ	ВРАЩЕНИЕ	L1	L2	СОЕДИНЕНИЕ
Высокая	Против часовой стрелки	1	4, 5	2 и 3 и 8
Высокая	CW	1	4, 8	2 и 3 и 5
Низкая	Против часовой стрелки	1, 3, 8	2, 4, 5	—
Низкая	CW	1, 3, 5	2, 4, 8	—

Вращение двигателя — двойное напряжение, основная и вспомогательная обмотки

НАПРЯЖЕНИЕ	ВРАЩЕНИЕ	L1	L2	СОЕДИНЕНИЕ
Высокая	Против часовой стрелки	1, 8	4, 5	2 и 3, 6 и 7
Высокая	CW	1, 5	4, 8	2 и 3, 6 и 7
Низкая	Против часовой стрелки	1, 3, 6, 8	2, 4, 5, 7	—
Низкая	CW	1, 3, 5, 7	2, 4, 6, 8	—

Подключения переключателя вспомогательной обмотки должны быть выполнены таким образом, чтобы обе вспомогательные обмотки были обесточены при размыкании переключателя.

СХЕМА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Внутренние электрические схемы электродвигателей малой и малой мощности

Индукция с разделенной фазой
Постоянно подключенный конденсатор с разделенной фазой
Запуск с разделенным фазным конденсатором
Работа с разделенным фазным конденсатором
Работа с другим разделенным фазным конденсатором
Индукция в работе с разделенным фазным конденсатором (обратимая)
Пусковое напряжение с разделением фаз
Однозначный конденсатор с разделенной фазой 902 (Двухфазный конденсатор с двумя значениями напряжения) Отталкивание
Индукция начала отталкивания (обратимая)
Затененный полюс
Каркасный затененный полюс
Универсальный

Асинхронный электродвигатель с расщепленной фазой.

Асинхронный электродвигатель с расщепленной фазой оснащен короткозамкнутым ротором для работы с постоянной скоростью и имеет пусковую обмотку с высоким сопротивлением, которая физически смещена в статоре от основной обмотки.

Последовательно с пусковой обмоткой находится центробежный пусковой выключатель, который размыкает пусковую цепь, когда двигатель достигает приблизительно 75-80 процентов синхронной скорости. Функция пускового выключателя заключается в том, чтобы предотвратить потребление двигателем чрезмерного тока, а также защитить пусковую обмотку от чрезмерного нагрева.Двигатель может быть запущен в любом направлении путем реверсирования основной или вспомогательной (пусковой) обмотки.

Эти двигатели подходят для масляных горелок, воздуходувок, рабочих машин, полировальных машин, шлифовальных машин , и т. Д.

Электродвигатель с постоянно подключенным конденсатором с расщепленной фазой.

Электродвигатель с постоянно подключенным конденсатором с расщепленной фазой также имеет короткозамкнутый ротор с основной и пусковой обмотками. Конденсатор постоянно включен последовательно со вспомогательной обмоткой.Двигатели этого типа запускаются и работают с фиксированным значением емкости последовательно с пусковой обмоткой.

Двигатель получает свой пусковой крутящий момент от вращающегося магнитного поля, создаваемого двумя физически смещенными обмотками статора. Основная обмотка подключается непосредственно к линии, в то время как вспомогательная или пусковая обмотка подключается к линии через конденсатор , обеспечивающий электрический фазовый сдвиг.

Этот двигатель подходит для приводов с прямым подключением, требующих низкого пускового момента, таких как вентиляторы, нагнетатели, некоторые насосы и т. Д.

Электродвигатель запуска конденсатора с расщепленной фазой.

Электродвигатель с пусковым механизмом с разделением фаз через конденсатор можно определить как электродвигатель с расщепленной фазой, в котором конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Вспомогательная цепь размыкается центробежным переключателем, когда двигатель достигает 70-80 процентов синхронной скорости.

Также известен как асинхронный двигатель с конденсаторным пуском. Ротор представляет собой беличью клетку. Основная обмотка подключается непосредственно через линию, в то время как вспомогательная или пусковая обмотка подключается через конденсатор, который может быть включен в схему через трансформатор с обмоткой соответствующей конструкции и конденсатором таких значений, что две обмотки будут разнесены примерно на 90 градусов. .

Двигатели этого типа подходят для систем кондиционирования и охлаждения, вентиляторы с ременным приводом и т. Д.

Электродвигатель, работающий через конденсатор, разделенный фазой

Электродвигатель, работающий через конденсатор, разделенный фазой. A Конденсатор с разделенной фазой Электродвигатель рабочего типа имеет рабочий конденсатор, постоянно включенный последовательно со вспомогательной обмоткой. Пусковой конденсатор подключен параллельно рабочему конденсатору только во время пускового периода. Двигатель запускается при замкнутом центробежном выключателе.

Amazon продает электродвигатели

Когда двигатель достигает 70–80 процентов синхронной скорости, пусковой выключатель размыкается и отключает пусковой конденсатор. Рабочий конденсатор обычно представляет собой масляно-заполненный конденсатор с промежутками между бумагами, обычно рассчитанный на 330 В переменного тока для непрерывной работы. Они могут варьироваться от 3 до 16 микрофарад.

Пусковой конденсатор обычно электролитического типа и может находиться в диапазоне от 80 до 300 мкФ для двигателей на 110 вольт и частотой 60 Гц.

Эти двигатели подходят для применений, требующих высокого пускового момента, таких как компрессоры, нагруженные конвейеры, поршневые насосы, холодильные компрессоры и т. Д.

Amazon продает центробежные переключатели

Другой электродвигатель, работающий на конденсаторе с расщепленной фазой.

Другой тип электродвигателя с расщепленным фазным конденсатором типа использует блок конденсаторного трансформатора и представляет собой короткозамкнутый ротор с расщепленной фазой, в котором основная и вспомогательная обмотки физически смещены в статоре.В нем используется однополюсный двухпозиционный переключатель для подачи высокого напряжения на конденсатор во время запуска.

После того, как двигатель достигнет скорости от 70 до 80 процентов от синхронной, передаточный переключатель срабатывает для изменения отводов напряжения на трансформаторе. Напряжение, подаваемое на конденсатор с помощью трансформатора, может варьироваться от 600 до 800 вольт во время запуска. Для непрерывной работы выдается около 350 вольт.

Подходит для применений с высоким пусковым моментом, таких как компрессоры , нагруженные конвейеры, поршневые насосы, холодильные компрессоры и т. Д.

Асинхронный электродвигатель (реверсивный), работающий на разделенных фазах.

Асинхронный электродвигатель, работающий с разделенным фазным конденсатором (реверсивный). Когда реверсивный переключатель находится в положении «B», вспомогательная обмотка становится основной обмоткой, а основная обмотка становится вспомогательной. В положении «A» обмотки работают, как показано на схеме.

В двигателях с расщепленной фазой смена обмотки заставляет двигатель работать в обратном направлении. Обе обмотки должны быть идентичны по сечению провода и количеству витков.

Используйте это, если вам нужен реверсивный двигатель конденсаторного типа с переменным номинальным током и высоким крутящим моментом.

Электродвигатель с разделенной фазой и запуском реактора.

Асинхронный электродвигатель с разделенной фазой и пуском реактора. Этот двигатель снабжен вспомогательной обмоткой, смещенной в магнитном положении относительно основной обмотки и включенной параллельно ей. Реактор снижает пусковой ток и увеличивает запаздывание по току в основной обмотке.

При примерно 75% синхронной скорости пусковой выключатель срабатывает, чтобы шунтировать реактор, отключая вспомогательную обмотку от цепи.

Это двигатель с постоянной скоростью, который лучше всего подходит для легких работающих машин, таких как вентиляторы, небольшие воздуходувки, бизнес-машины, шлифовальные машины и т. Д.

Amazon продает пусковые конденсаторы двигателя

Электродвигатель с однофазным конденсатором с расщепленной фазой (тип двойного напряжения).

Электродвигатель с однофазным конденсатором, разделенный фазой (тип двойного напряжения). Этот двигатель имеет две одинаковые основные обмотки, которые могут быть включены последовательно или параллельно. При параллельном включении основной обмотки напряжение в сети обычно составляет 240 Ом.Когда основные обмотки соединены последовательно, используется 120 вольт.

Вспомогательная пусковая обмотка смещена в пространстве от основной обмотки на 90 градусов. Он также имеет центробежный выключатель и пусковой конденсатор. Обмотка такого типа дает только половину пускового момента при 120 вольт, чем при подключении на 240 вольт.

Электродвигатель отталкивания.

Отталкивающий электродвигатель по определению является однофазным двигателем, который имеет обмотку статора, предназначенную для подключения к источнику энергии, и обмотку ротора, подключенную к коммутатору.Щетки и коммутаторы закорочены и расположены так, чтобы магнитная ось обмотки ротора была наклонена к магнитной оси обмотки статора.

Он имеет изменяющуюся характеристику скорости, высокий пусковой момент и умеренный пусковой ток. Благодаря низкому коэффициенту мощности, за исключением высоких скоростей, он может быть преобразован в двигатель с компенсированным отталкиванием, у которого есть еще один набор щеток, расположенный посередине между короткозамкнутым набором, и этот дополнительный набор соединен последовательно с обмотками статора.

Электродвигатель индукционный с пуском отталкивания (реверсивный).

Асинхронный электродвигатель с отталкивающим запуском (реверсивный) Асинхронный электродвигатель с отталкивающим запуском — это однофазный электродвигатель, имеющий ту же обмотку, что и отталкивающий электродвигатель, но при заданной скорости обмотка ротора замкнута накоротко или иным образом соединена для получения эквивалента обмотка беличьей клетки.

Этот двигатель запускается как отталкивающий двигатель, но работает как асинхронный двигатель с постоянной скоростью.Имеет однофазную обмотку с распределенным возбуждением, ось щеток которой смещена относительно оси обмотки возбуждения. Якорь имеет изолированную обмотку. Ток, индуцированный в якоре, переносится щетками и коммутатором, что приводит к высокому пусковому моменту.

Когда достигается почти синхронная скорость, коммутатор замыкается накоротко, так что якорь по своим функциям аналогичен якорю с короткозамкнутым ротором. На схеме изображен реверсивный тип, в котором две обмотки статора смещены, как показано.Реверс двигателя достигается путем перестановки соединений обмотки возбуждения.

Электродвигатель с экранированными полюсами.

Электродвигатель с экранированными полюсами — это однофазный асинхронный двигатель, снабженный вспомогательной короткозамкнутой обмоткой или обмоткой, смещенной в магнитном положении относительно основной обмотки. Используется несколько различных методов строительства, но основной принцип тот же.

Затеняющая катушка состоит из медных перемычек с низким сопротивлением, встроенных с одной стороны каждого полюса статора и используемых для обеспечения необходимого пускового момента.Когда ток увеличивается в основных катушках, в экранирующих катушках индуцируется ток, который противодействует магнитному полю, которое создается в части полюсных наконечников, которые они окружают.

Когда ток основной катушки уменьшается, ток в затеняющей катушке также уменьшается до тех пор, пока полюсные наконечники не будут намагничены равномерно. По мере того, как ток основной катушки и магнитный поток полюсного наконечника продолжают уменьшаться, ток в экранирующих катушках меняется на противоположный и стремится поддерживать магнитный поток в части полюсных наконечников.

Когда ток основной катушки падает до нуля, ток все еще течет в затеняющих катушках, создавая магнитный эффект, который заставляет катушки создавать вращающееся магнитное поле, вызывающее самозапуск двигателя.

Используется там, где требования к питанию невелики, например, в часах, приборах, фенах , маленьких вентиляторах и т. Д.

Каркасный электродвигатель с экранированными полюсами

Каркасный электродвигатель с экранированными полюсами. Электродвигатель с экранированными полюсами каркасного типа разработан для приложений, в которых требования к мощности очень малы. Цепь возбуждения с ее обмоткой построена вокруг обычного ротора с короткозамкнутым ротором и состоит из перфораций, которые поочередно уложены друг на друга, образуя перекрывающиеся соединения, таким же образом, как собираются сердечники небольших трансформаторов.

Такие двигатели могут работать только на переменном токе, они просты по конструкции, дешевы и чрезвычайно прочны и надежны. Однако их основными ограничениями являются низкий КПД и низкий пусковой и рабочий крутящий момент.

Электродвигатель с экранированным полюсом не является реверсивным, если на каждой стороне полюса не предусмотрены экранирующие катушки и не предусмотрены средства для размыкания одной и замыкания другой катушки. По своей сути высокое скольжение двигателя с экранированными полюсами позволяет удобно получать изменение скорости при нагрузке вентилятора, например, за счет снижения напряжения.

Ebay продает ручные пускатели двигателей

Универсальный электродвигатель.

Универсальный электродвигатель разработан для работы от переменного или постоянного тока (AC / DC). Это двигатель с серийным заводом. Он снабжен обмоткой возбуждения на статоре, которая последовательно соединена с коммутирующей обмоткой на роторе. Обычно производится с дробными размерами в лошадиных силах.

Скорость при полной нагрузке обычно колеблется от 5000 до 10 000 об / мин, а на холостом ходу от 12 000 до 18 000 об / мин.Типичное применение — переносные инструменты, офисная техника, электрические чистящие средства, кухонная техника, швейные машины и т. Д.

Скорость универсальных двигателей можно регулировать, последовательно подключив к двигателю сопротивление соответствующего значения. Это делает его подходящим для таких приложений, как швейные машины, которые работают в диапазоне скоростей. Универсальные двигатели могут быть как компенсированными, так и некомпенсированными, причем последний тип используется только для более высоких скоростей и более низких номиналов.

Реверс этого двигателя достигается путем замены проводов щеткодержателя, при этом якорь подключен к нейтрали.В трехпроводном универсальном электродвигателе реверсивного типа с разделенным последовательным соединением одна обмотка статора используется для получения одного направления, а другая обмотка статора — для получения другого направления, при этом в цепи одновременно находится только одна обмотка статора. Соединения якоря должны находиться в нейтральном положении, чтобы обеспечить удовлетворительную работу в обоих направлениях вращения.

РАЗМЕР РАМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ

Ниже приведена таблица размеров корпуса двигателя, которую я нашел в старой книге.

Таблица размеров электродвигателя

Эту информацию о монтажных размерах двигателя я нашел в той же книге.

Таблица монтажных размеров электродвигателя NEMA C и J-Face.

НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА Схема электрических соединений двигателя постоянного тока

Другие электрические схемы можно найти здесь .

Двигатели с конденсаторным запуском

: схема и объяснение того, как конденсатор используется для запуска однофазного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель может быть выполнен с возможностью самозапуска различными способами. Один из часто используемых методов — это двигатели с расщепленной фазой.Другой метод — это индукционные двигатели с конденсаторным пуском.

Индукционные двигатели с конденсаторным пуском

Нам известно об активности конденсатора в чистой цепи переменного тока. Когда конденсатор вводится таким образом, напряжение отстает от тока на некоторый фазовый угол. В этих двигателях необходимая разность фаз между Is и Im достигается за счет включения конденсатора последовательно с обмоткой стартера. В этих двигателях используются конденсаторы электролитического типа, которые обычно видны, поскольку они установлены вне двигателя как отдельный блок.(щелкните изображение, чтобы увеличить его).

Во время пуска, поскольку конденсатор включен последовательно с обмоткой пускателя, ток через обмотку пускателя Is приводит к напряжению V, приложенному к цепи. Но ток через основную обмотку Im по-прежнему отстает от приложенного напряжения V. Таким образом, чем больше разница между Is и Im, тем лучше результирующее вращающееся магнитное поле.

Когда двигатель достигает примерно 75% скорости полной нагрузки, центробежный переключатель S размыкается, отсоединяя обмотку стартера и конденсатор от основной обмотки.Из векторной диаграммы важно отметить, что разность фаз между Im и Is составляет почти 80 градусов по сравнению с 30 градусами в асинхронном двигателе с расщепленной фазой. Таким образом, асинхронный двигатель с конденсаторным пуском создает лучшее вращающееся магнитное поле, чем двигатели с расщепленной фазой. Из векторной диаграммы видно, что ток через обмотку пускателя Is опережает напряжение V на небольшой угол, а ток через основную обмотку Im отстает от приложенного напряжения. Следует принимать во внимание, что результирующий ток I небольшой и почти синфазен с приложенным напряжением V.

Крутящий момент, развиваемый асинхронным двигателем с расщепленной фазой, прямо пропорционален синусу угла между Is и Im. Также угол составляет 30 градусов в случае двигателей с расщепленной фазой. Но в случае асинхронных двигателей с конденсаторным пуском угол между Is и Im составляет 80 градусов. Тогда очевидно, что одно только увеличение угла (с 30 градусов до 80 градусов) увеличивает пусковой крутящий момент почти вдвое по сравнению со стандартным асинхронным двигателем с расщепленной фазой.Кривая характеристики «скорость-крутящий момент» показывает пусковой и рабочий крутящие моменты асинхронного двигателя с конденсаторным пуском.

Типы двигателей

Существуют различные типы двигателей с конденсаторным пуском, разработанные и используемые в различных областях. Это:

1. Одно напряжение, внешне реверсивное,
2. Одно напряжение, нереверсивное,
3. Одно напряжение, реверсивное, с термостатом,
4. Одно напряжение, нереверсивное, с магнитным переключателем тип,
5. Двухвольтный, нереверсивный тип,
6. Двухвольтный, реверсивный тип,
7. Одно-напряжение, трехпроводный, реверсивный тип,
8. Одно-напряжение, мгновенно-реверсивный тип,
9. Двухскоростной тип , и
10. Двухскоростной с двухконденсаторным типом.

Эти двигатели могут использоваться для различных целей в зависимости от потребностей пользователя. Пусковые характеристики, характеристики скорости / крутящего момента каждого из вышеперечисленных двигателей могут быть проанализированы перед их использованием в работе.

Моя следующая статья об однофазных двигателях с расщепленными полюсами; Вы можете прочитать это здесь.

Кредиты изображений:

www.tpub.com

www.allaboutcircuits.com

Машины A / C-D / C от A.K & B.L. Тераджа.

конденсатор — трехфазный двигатель, работающий от одной фазы с использованием соединения треугольником Штейнмеца

Как трехфазные двигатели могут работать от однофазной сети с использованием соединения треугольником Штейнмеца с одним конденсатором?

Подключение не дает хорошей производительности, но дает лучшее, что может быть достигнуто без трехфазного источника питания. Двигатель должен обеспечивать около 70% номинальной мощности. Можно ожидать, что пусковой крутящий момент составит 20-30% от номинального пускового момента двигателя, что меньше, чем у 2-полюсного двигателя.2 x 50 / f где:

C в микрофарадах

л.с. — номинальная мощность двигателя

л.с.

В — номинальное напряжение двигателя

f — номинальная частота двигателя

К сожалению, я скопировал ссылки, которые у меня есть некоторое время назад, без указания их происхождения.

Приложение 1:

Ёмкость конденсатора должна быть оптимизирована в зависимости от фактической нагрузки двигателя.

Формула взята из PDF-файла на сайте engineering.com, щелчок по ссылке поиска Google загружает PDF-файл.Я не знаю, как получить доступ к какому-либо связанному контексту на сайте.

В целом можно сказать, что хороший многофазный двигатель делает плохой однофазный двигатель. Хороший многофазный двигатель может быть однофазным. двигатель, и чтобы получить хороший однофазный двигатель чрезвычайно хороший требуется многофазный двигатель.

Однофазный асинхронный двигатель , Чарльз Протеус Стейнмец, заседание Американского института инженеров-электриков, Нью-Йорк, 23 февраля 1898 г.

Приложение 2:

Метод оптимизации емкости конденсатора состоит в том, чтобы отрегулировать емкость таким образом, чтобы ток в конденсаторе был равен номинальному току двигателя для соединения треугольником.

Существуют варианты подключения Steinmetz для конденсаторного запуска, конденсаторного запуска с конденсаторным запуском и для соединения звездой (звездой).

Однофазные двигатели переменного тока (часть 2)

---

---

(продолжение части 1)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ РАЗДЕЛЬНОЙ ФАЗЫ

==

FGR. 26 Определение направления вращения для двигателя с расщепленной фазой.

==

FGR.27 А конденсаторный двигатель с конденсаторным запуском.

==

FGR. 28 Конденсаторный пуск Конденсаторный двигатель с дополнительным пуском конденсатор.

==

FGR. 29 Потенциальные пусковые реле.

==

FGR. 30 Подключение реле потенциала.

==

Направление вращения однофазного двигателя в целом можно определить когда мотор подключен.

Направление вращения определяется обращением к задней или задней части мотор. FGR. 26 показана схема подключения для вращения. Если по часовой стрелке вращение желательно, T5 должен быть соединен с T1. Если вращение против часовой стрелки желательно, T8 (или T6) должен быть подключен к T1. Эта схема подключения Предполагается, что двигатель содержит два набора рабочих и два набора пусковых обмоток. Тип используемого двигателя будет определять фактическое подключение.

Например, FGR.24 показано подключение двигателя с двумя рабочими обмотками. и только одна пусковая намотка. Если бы этот двигатель был подключен по часовой стрелке вращения, клемма T5 должна быть подключена к T1, а клемма T8 должен быть подключен к T2 и T3. Если вращение против часовой стрелки желательно, клемма T8 должна быть подключена к T1, а клемма T5 должен быть подключен к T2 и T3.

КОНДЕНСАТОР-ЗАПУСК КОНДЕНСАТОРНО-РАБОЧИЕ ДВИГАТЕЛИ

Хотя двигатель с конденсаторным пуском работает от конденсатора и является двигателем с расщепленной фазой, он работает по другому принципу, чем индукционный пуск с сопротивлением. двигатель или асинхронный двигатель с конденсаторным пуском.Конденсатор-пуск, конденсатор-бег двигатель сконструирован таким образом, что его пусковая обмотка остается под напряжением всегда. Конденсатор включен последовательно с обмоткой для обеспечения постоянный ведущий ток в пусковой обмотке (FGR.27). Поскольку пусковая обмотка все время находится под напряжением, центробежный переключатель не необходимо для отключения пусковой обмотки при приближении двигателя к полной скорости.

Конденсатор, используемый в этом типе двигателя, обычно заполнен маслом. типа, так как он предназначен для постоянного использования.Исключение из этого общего Правило — это небольшие двигатели с дробной мощностью, используемые в реверсивном потолке поклонники. Эти вентиляторы имеют низкое потребление тока и используют электролитический конденсатор переменного тока. чтобы сэкономить место.

Конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском на самом деле работает по принципу вращающегося магнитного поля в статоре. Поскольку и запускающие, и пусковые обмотки остаются под напряжением все время, магнитное поле статора продолжает вращаться и двигатель работает как двухфазный двигатель.У этого мотора отличный запуск и рабочий крутящий момент. Он тих в работе и имеет высокий КПД. Поскольку конденсатор все время остается подключенным к цепи, коэффициент мощности двигателя близок к единице.

Хотя конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском не требует центробежного выключатель для отключения конденсатора от пусковой обмотки, некоторые двигатели используйте второй конденсатор во время пускового периода, чтобы улучшить пуск крутящий момент (FGR.28).

Хороший пример этого можно найти на компрессоре системы кондиционирования. Блок кондиционирования предназначен для работы от однофазной сети. Если двигатель не герметичен, для отключения используется центробежный выключатель пусковой конденсатор из цепи, когда двигатель достигает примерно 75% номинальной скорости. Однако для герметичных двигателей необходимо использовать некоторые тип внешнего переключателя для отключения пускового конденсатора от цепи.

Двигатель с конденсаторным пуском, работающий от конденсатора, или постоянный разделенный конденсатор двигатель, как его обычно называют в системах кондиционирования и охлаждения промышленность, как правило, использует потенциальное пусковое реле для отключения пусковой конденсатор, когда нельзя использовать центробежный выключатель.Потенциал пусковое реле, FGR. 29A и B, работает, обнаруживая увеличение напряжение, возникающее в пусковой обмотке при работе двигателя. Схема Схема потенциальной цепи пускового реле приведена на FGR. 30. Внутри схемы реле потенциала используется для отключения пускового конденсатора от цепи когда двигатель достигает 75% своей полной скорости. Пусковое реле Катушка SR подключена параллельно пусковой обмотке двигателя.Нормально замкнутый контакт SR включен последовательно с пусковым конденсатором. Когда контакт термостата замыкается, питание подается как на рабочий, так и на рабочий цикл. пусковые обмотки. На этом этапе подключены как пусковой, так и рабочий конденсаторы. в цепи.

Когда ротор начинает вращаться, его магнитное поле индуцирует напряжение в пусковая обмотка, создавая более высокое напряжение на пусковой обмотке чем приложенное напряжение. Когда двигатель разогнался примерно до 75% от на полной скорости, напряжение на пусковой обмотке достаточно высокое, чтобы подать напряжение на катушку реле потенциала.Это вызывает нормально закрытый Контакт SR для размыкания и отключения пускового конденсатора от цепи. Поскольку пусковая обмотка этого двигателя никогда не отключается от линия питания, катушка потенциального пускового реле остается под напряжением пока двигатель работает.

===

FGR. 31 Затененный полюс.

FGR. 32 Затеняющая катушка противодействует изменению магнитного потока при увеличении тока.

FGR.34 Затеняющая катушка противодействует изменению магнитного потока при уменьшении тока.

FGR. 33 Существует противодействие магнитному потоку, когда ток не меняется.

====

ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ТЕНЕННЫМИ ПОЛЮСАМИ

Асинхронный двигатель с расщепленными полюсами популярен благодаря своей простоте. и долгая жизнь. Этот двигатель не содержит пусковых обмоток или центробежного переключателя. Он содержит ротор с короткозамкнутым ротором и работает по принципу вращающегося магнитное поле, создаваемое затеняющей катушкой, намотанной на одной стороне каждого полюса кусок.

Двигатели с расщепленными полюсами обычно представляют собой двигатели с дробной мощностью, используемые для приложения с низким крутящим моментом, такие как работающие вентиляторы и воздуходувки.

ШЕЙДИНГ

Затеняющая катушка намотана на один конец полюсного наконечника (FGR. 31). На самом деле это большая петля из медной проволоки или медной ленты. Два конца соединены, чтобы сформировать полную цепь. Затеняющая катушка действует как трансформатор с закороченной вторичной обмоткой.Когда ток переменного тока форма волны увеличивается от нуля к своему положительному пику, магнитное поле создается в полюсе. Когда магнитные линии потока прорезают затеняющая катушка, в катушке индуцируется напряжение. Поскольку катушка низкая сопротивление короткому замыканию, в контуре протекает большое количество тока. Этот ток вызывает сопротивление изменению магнитного потока (FGR. 32). Пока в затеняющей катушке наведено напряжение, будет противодействие изменению магнитного потока.

Когда переменный ток достигает своего пикового значения, он больше не меняется, и никакое напряжение не индуцируется в затеняющей катушке. Поскольку нет протекает ток в затеняющей катушке, нет противодействия магнитному поток. Магнитный поток полюсного наконечника теперь однороден по полюсу. лицо (ЛГР. 33).

Когда переменный ток начинает уменьшаться от пикового значения обратно в сторону нуля магнитное поле полюсного наконечника начинает схлопываться.Напряжение снова вводится в затеняющую катушку. Это индуцированное напряжение создает ток, противодействующий изменению магнитного потока (FGR. 34). Это вызывает магнитный поток, который должен быть сосредоточен в заштрихованной части полюса кусок.

Когда переменный ток проходит через ноль и начинает увеличиваться отрицательное направление, происходит тот же набор событий, за исключением того, что полярность магнитного поля обратное. Если бы эти события были просмотрены в быстрый порядок, магнитное поле будет видно, чтобы вращаться поперек лица полюса.

==

FGR. 35 Четырехполюсный асинхронный двигатель с расщепленными полюсами.

==

FGR. 36 Обмотка статора и ротор асинхронного двигателя с экранированными полюсами ..

===

СКОРОСТЬ

Скорость асинхронного двигателя с расщепленными полюсами определяется тем же Факторы, определяющие синхронную скорость других асинхронных двигателей: частота и количество полюсов статора.

Двигатели с расщепленными полюсами обычно имеют четырех- или шестиполюсные двигатели.FGR. 35 показан чертеж четырехполюсного асинхронного двигателя с расщепленными полюсами.

ОБЩИЕ РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Двигатель с расщепленными полюсами содержит стандартный ротор с короткозамкнутым ротором. Количество крутящего момента определяется силой магнитного поля статора, напряженности магнитного поля ротора и разность фазовых углов между магнитным потоком ротора и статора. Индукция заштрихованного полюса двигатель имеет низкий пусковой и рабочий крутящий момент.

Направление вращения определяется направлением, в котором вращающееся магнитное поле движется по лицевой стороне полюса. Ротор поворачивается направление показано стрелкой на FGR. 35.

Направление можно изменить, сняв обмотку статора и повернув это вокруг. Однако это не обычная практика. Как правило, Асинхронный двигатель с расщепленными полюсами считается нереверсивным. FGR. 36 показаны обмотка статора и ротор асинхронного двигателя с экранированными полюсами.

==

FGR. 37 Трехскоростной мотор.

==

МНОГОСКОРОСТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Есть два основных типа многоскоростных однофазных двигателей. Один из них последовательный тип полюса, а другой — запуск конденсатора со специальной обмоткой. конденсаторный двигатель или асинхронный двигатель с экранированными полюсами. Последующий полюс однофазный двигатель работает, реверсируя ток через переменный полюсов и увеличение или уменьшение общего количества полюсов статора.В последующий полюсный двигатель используется там, где необходимо поддерживать высокий рабочий крутящий момент. на разных скоростях; например, в двухскоростных компрессорах для центрального кондиционеры.

МНОГОСКОРОСТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВЕНТИЛЯТОРА

Многоскоростные двигатели вентиляторов используются уже много лет. Они вообще намотать от двух до пяти ступеней скорости и задействовать вентиляторы и беличью клетку воздуходувки. Схематический чертеж трехскоростного двигателя показан на FGR. 37. Обратите внимание, что обмотка хода была выбрана для получения низкого, среднего и высокоскоростной.Пусковая обмотка подключена параллельно ходовой обмотке. раздел. Другой конец провода пусковой обмотки подсоединяется к внешнему маслонаполненный конденсатор. Этот двигатель изменяет скорость, добавляя индуктивность последовательно с ходовой обмоткой. Фактическая рабочая обмотка для этого двигателя между выводами отмечены высокий и общий. Обмотка, показанная между высокий и средний соединены последовательно с обмоткой главного хода.

Когда поворотный переключатель установлен в положение средней скорости, индуктивное сопротивление этой катушки ограничивает количество тока, протекающего через ходовая обмотка.При уменьшении тока обмотки хода сила его магнитного поля уменьшается, и двигатель производит меньший крутящий момент. Этот вызывает большее скольжение, и скорость двигателя снижается.

Если поворотный переключатель установлен в нижнее положение, индуктивность увеличивается. вставлены последовательно с ходовой обмоткой. Это приводит к меньшему току через обмотку хода и еще одно снижение крутящего момента. Когда крутящий момент уменьшается, скорость двигателя снова уменьшается.

Обычные скорости для четырехполюсного двигателя этого типа: 1625, 1500 и 1350. Об / мин. Обратите внимание, что этот двигатель не имеет широкого диапазона скоростей, поскольку было бы в случае с последующим полюсным двигателем. Большинство асинхронных двигателей перегрев и повреждение обмотки двигателя, если скорость была снижена до этого степень. Однако этот тип двигателя имеет гораздо более высокое сопротивление обмоток. чем у большинства моторов. Ходовые обмотки большинства электродвигателей с расщепленной фазой имеют провод сопротивление от 1 до 4 Ом.Этот двигатель обычно имеет сопротивление От 10 до 15 Ом в обмотке. Это высокий импеданс обмоток что позволяет двигателю работать таким образом без повреждений.

Поскольку этот двигатель предназначен для замедления при добавлении нагрузки, он не работает. используется для работы с нагрузками с высоким крутящим моментом — только с нагрузками с низким крутящим моментом, такими как вентиляторы и воздуходувки.

ОДНОФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Однофазные синхронные двигатели малы и развивают только дробную часть Лошадиные силы.Они работают по принципу вращающегося магнитного поля. разработан статором с расщепленными полюсами. Хотя они будут работать синхронно скорости, они не требуют постоянного тока возбуждения. Они используются там, где постоянная требуется скорость, например, в часовых двигателях, таймерах и записывающих приборах, и как движущая сила для маленьких вентиляторов, потому что они маленькие и недорогие. для производства. Есть два основных типа синхронных двигателей: Уоррен, или двигатель General Electric, и двигатель Holtz.Эти двигатели также упоминаются как гистерезисные двигатели.

==

FGR. 38 Мотор Уоррена.

==

FGR. 39 Мотор Holtz.

==

FGR. 40 Якорь и щетки универсального двигателя.

==

FGR. 41 Компенсирующая обмотка включена последовательно с последовательным обмотка возбуждения.

==

WARREN MOTORS

Двигатель Уоррена состоит из ламинированного сердечника статора и одного катушка.Катушка обычно наматывается для работы на переменном токе 120 В. Ядро содержит две опоры, каждая из которых разделена на две секции.

Половина каждого полюсного наконечника содержит затеняющую катушку для вращения магнитное поле (FGR. 38). Поскольку статор разделен на два полюса, скорость синхронного поля составляет 3600 об / мин при подключении к 60 Гц.

Разница между двигателями Уоррена и Хольца заключается в типе ротора. использовал. Ротор двигателя Уоррена построен путем укладки закаленных стальные пластины на валу ротора.Эти диски имеют высокий гистерезис. потеря. Пластины образуют две поперечины для ротора. Когда питание подключено к двигателю вращающееся магнитное поле индуцирует напряжение в роторе, и создается сильный пусковой крутящий момент, заставляющий ротор ускоряться до почти синхронной скорости. Как только двигатель разгонится до почти синхронного скорости, поток вращающегося магнитного поля следует по пути минимума реактивное сопротивление (магнитное сопротивление) через две поперечины.Это вызывает ротор блокируется синхронно с вращающимся магнитным полем, а двигатель работает со скоростью 3600 об / мин. Эти двигатели часто используются с небольшими зубчатыми передачами. снизить скорость до желаемого уровня.

ДВИГАТЕЛИ HOLTZ

В двигателе Holtz используется ротор другого типа (FGR. 39). Этот ротор вырезан таким образом, чтобы образовалось шесть прорезей. Эти слоты образуют шесть выступающие (выступающие или выступающие) полюса ротора. Обмотка типа «беличья клетка» создается путем вставки металлической планки в нижнюю часть каждого слота.Когда питание подключено к двигателю, обмотка с короткозамкнутым ротором обеспечивает крутящий момент, необходимый для начала вращения ротора. Когда ротор приближается синхронная скорость, выступающие полюса будут синхронизироваться с полюсами поля каждый полупериод. Это обеспечивает скорость ротора 1200 об / мин (одна треть от синхронная скорость) для двигателя.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Универсальный двигатель часто называют двигателем переменного тока. это очень похож на двигатель серии постоянного тока по своей конструкции в том, что он содержит раневая арматура и кисти (FGR.40). Однако универсальный двигатель имеет добавление компенсирующей обмотки. Если был подключен двигатель постоянного тока к переменному току двигатель будет плохо работать по нескольким причинам. Обмотки якоря будут иметь большое индуктивное сопротивление. при подключении к переменному току. Кроме того, полевые столбы большинство машин постоянного тока содержат цельнометаллические полюсные наконечники. Если бы поле было подключено к переменному току большое количество энергии будет потеряно из-за индукции вихревых токов в полюсах.Универсальные двигатели содержат ламинированный сердечник для предотвращения Эта проблема. Компенсирующая обмотка намотана на статор и функционирует для противодействия индуктивному сопротивлению обмотки якоря.

Универсальный двигатель назван так потому, что он может работать от переменного или постоянного тока. Напряжение. При работе от постоянного тока компенсирующая обмотка соединен последовательно с последовательной обмоткой возбуждения (FGR. 41).

==

FGR.42 Компенсация проводимости.

==

FGR. 43 Индуктивная компенсация.

==

FGR. 44 Использование поля серии для установки кистей в нейтральной плоскости должность.

==

ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОМПЕНСАЦИОННОЙ ОБМОТКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Когда универсальный двигатель работает от сети переменного тока, компенсирующий обмотку можно подключить двумя способами. Если он подключен последовательно с якорь, как показано на FGR.42, это называется компенсацией проводимости.

Компенсирующая обмотка также может быть соединена путем короткого замыкания ее выводов. как показано в FGR. 43. При таком подключении обмотка действует как закороченная вторичная обмотка трансформатора. Наведенный ток позволяет обмотка должна работать при таком подключении. Эта связь известна как индуктивная компенсация. Индуктивная компенсация не может использоваться, когда двигатель подключен к постоянному току.

НЕЙТРАЛЬНЫЙ САМОЛЕТ

Так как универсальный двигатель содержит намотанный якорь, коллектор и щетки, щетки должны быть установлены в положение нейтральной плоскости. Этот может быть выполнено в универсальном двигателе аналогично настройке нейтральная плоскость машины постоянного тока. При установке щеток на нейтраль положение плоскости в универсальном двигателе, последовательное или компенсирующее можно использовать обмотку. Чтобы установить кисти в нейтральную плоскость, используйте последовательная обмотка (FGR.44), переменный ток подключен к якорю. ведет. К последовательной обмотке подключают вольтметр. Напряжение тогда наносится на арматуру. Затем положение щетки перемещается до тех пор, пока вольтметр не подключенное к серии поле достигает нулевой позиции. (Нулевая позиция достигается, когда вольтметр достигает своей нижней точки.)

===

FGR. 45: Использование компенсирующей обмотки для установки щеток в нейтральную плоскость должность.

===

Если компенсирующая обмотка используется для установки нейтральной плоскости, то попеременно на якорь снова подключается ток и подключается вольтметр к компенсационной обмотке (FGR. 45). Затем применяется переменный ток. к якорю, а щетки перемещают до тех пор, пока вольтметр не покажет его максимальное или пиковое напряжение.

ПРАВИЛА СКОРОСТИ

Регулировка скорости универсального двигателя очень плохая.Поскольку это у серийного двигателя такая же плохая регулировка скорости, как у серийного двигателя постоянного тока. Если универсальный двигатель подключен к малой нагрузке или без нагрузки, его скорость практически неограничен. Этот двигатель нередко эксплуатируется при несколько тысяч оборотов в минуту. Универсальные двигатели используются в количество переносных устройств, отличающихся высокой мощностью и малым весом. необходимо, например, буровые электродвигатели, пилы для профессионального использования и пылесосы. Универсальный двигатель способен производить большую мощность для своего размера и веса, потому что его высокой рабочей скорости.

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ

Направление вращения универсального двигателя можно изменить в таким же образом, как и изменение направления вращения двигателя постоянного тока. Чтобы изменить направление вращения, измените выводы якоря относительно к полю ведет.

РЕЗЮМЕ

• Не все однофазные двигатели работают по принципу вращающегося магнитного поле.

• Двигатели с разделенной фазой запускаются как двухфазные двигатели, создавая противофазу. условие тока в обмотке хода и тока в пуске обмотка.

• Сопротивление провода в пусковой обмотке пускового резистора. Асинхронный двигатель используется для создания разности фаз между ток в пусковой обмотке и ток в пусковой обмотке.

• В асинхронном двигателе с конденсаторным пуском используется электролитический конденсатор переменного тока. для увеличения разности фаз между пусковым и рабочим током. Это вызывает увеличение пускового момента.

• Максимальный пусковой момент для двигателя с расщепленной фазой достигается, когда Пусковой ток обмотки и ток рабочей обмотки сдвинуты по фазе на 90 ° с друг с другом.

• Большинство асинхронных двигателей с резистивным пуском и индукционные двигатели с конденсаторным пуском. двигатели используют центробежный переключатель для отключения пусковых обмоток, когда двигатель достигает примерно 75% скорости при полной нагрузке.

• Конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском работает как двухфазный двигатель. потому что и пусковая, и пусковая обмотки остаются под напряжением во время работы двигателя.

• В большинстве двигателей с конденсаторным пуском, работающих от конденсатора, используется масляный конденсатор переменного тока. соединены последовательно с пусковой обмоткой.

• Конденсатор конденсаторного пускового конденсаторного двигателя помогает исправить коэффициент мощности.

• Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами работают по принципу вращающегося магнитное поле.

• Вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя с экранированными полюсами создается. путем размещения затемняющих петель или катушек на одной стороне полюсного наконечника.

• Синхронная скорость возбуждения однофазного двигателя определяется количество полюсов статора и частота приложенного напряжения.

• Последовательные полюсные двигатели используются, когда требуется изменение скорости двигателя. и должен поддерживаться высокий крутящий момент.

• Двигатели многоскоростных вентиляторов состоят из последовательного соединения обмоток. с обмоткой главного хода.

• Двигатели многоскоростных вентиляторов имеют обмотки статора с высоким сопротивлением для предотвращения их от перегрева при уменьшении их скорости.

• Направление вращения двигателей с расщепленной фазой изменяется реверсированием. пусковая обмотка по отношению к ходовой обмотке.

• Двигатели с расщепленными полюсами обычно считаются нереверсивными.

• Существует два типа однофазных синхронных двигателей: Уоррена и Holtz.

• Однофазные синхронные двигатели иногда называют двигателями с гистерезисом.

• Двигатель Уоррена работает со скоростью 3600 об / мин.

• Двигатель Holtz работает со скоростью 1200 об / мин.

• Универсальные двигатели работают от постоянного или переменного тока.

• Универсальные двигатели содержат намотанный якорь и щетки.

• Универсальные двигатели также называются двигателями серии переменного тока.

• Универсальные двигатели имеют компенсирующую обмотку, которая помогает преодолевать индукционные реактивное сопротивление.

• Направление вращения универсального двигателя можно изменить реверсированием. якорь ведет относительно проводов возбуждения.

ВИКТОРИНА

1. Какие три основных типа двигателей с расщепленной фазой?

2.Напряжения в двухфазной системе на сколько градусов не совпадают по фазе. друг с другом?

3. Как подключены пусковая и рабочая обмотки двигателя с расщепленной фазой? по отношению друг к другу?

4. Для создания максимального пускового момента в двигателе с расщепленной фазой, на сколько градусов не совпадает по фазе должны запускаться и запускаться токи обмотки быть друг с другом?

5. В чем преимущество асинхронного двигателя с конденсаторным пуском перед индукционный двигатель с резистивным пуском?

6.В среднем, на сколько градусов не совпадают по фазе друг с другом пусковые и управляющие токи обмоток в асинхронном двигателе с резистивным пуском?

7. Какое устройство используется для отключения пусковых обмоток цепи? в большинстве негерметичных асинхронных двигателей с конденсаторным пуском?

8. Почему двигатель с расщепленной фазой продолжает работать после пусковых обмоток были отключены от цепи?

9. Как можно изменить направление вращения двигателя с расщепленной фазой?

10.Если двигатель с двойным напряжением и расщепленной фазой должен работать от высокого напряжения, как связаны друг с другом ходовые обмотки?

11. При определении направления вращения двигателя с расщепленной фазой, следует ли смотреть на двигатель спереди или сзади?

12. Какой тип двигателя с расщепленной фазой обычно не содержит центробежного выключатель?

13. Каков принцип работы конденсаторно-пускового конденсатора. запустить мотор?

14.Что заставляет магнитное поле вращаться по индукции с заштрихованными полюсами мотор?

15. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя с экранированными полюсами? быть изменен?

16. Как изменяется скорость последующего полюсного двигателя?

17. Почему многоскоростной вентиляторный двигатель может работать на более низкой скорости, чем большинство других? асинхронные двигатели без вреда для обмоток двигателя?

18. Какова скорость работы мотора Уоррена?

19.Какая скорость работы мотора Хольца?

20. Почему электродвигатель серии переменного тока часто называют универсальным электродвигателем?

21. Какова функция компенсирующей обмотки?

22. Как изменить направление вращения универсального двигателя?

23. Когда двигатель подключен к постоянному напряжению, как должна компенсировать обмотку подключать? 24. Объясните, как установить положение нейтральной плоскости. кистей, используя поле серии.

25. Объясните, как установить положение нейтральной плоскости с помощью компенсирующего обмотка.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ:

Вы — подрядчик по электрике, и вас вызвали на дом. установить скважинный насос. Домовладелец купил насос, но делает не знаю как его подключить. Вы открываете крышку клеммной коробки и Обнаружьте, что двигатель имеет 8 выводов, помеченных с T1 по T8. Двигатель должен быть подключен к напряжению 240 В.В настоящее время Т-выводы подключены следующим образом: T1, T3, T5 и T7 соединены вместе; и T2, T4, T6 и Т8 соединены вместе. Линия L1 подключена к группе клемм с T1, а линия L2 подключена к группе клемм с T2. Является нужно ли поменять провода для работы от 240 В? Если да, то как они связаны?

Типы однофазных асинхронных двигателей | Схема электрических соединений однофазного асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели традиционно используются в жилых помещениях, таких как потолочные вентиляторы, кондиционеры, стиральные машины и холодильники.Эти двигатели состоят из двигателей с расщепленной фазой, экранированных полюсов и конденсаторных двигателей.

Двигатель переменного тока (переменного тока) — это электромеханическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое движение за счет использования электромагнетизма и изменения частоты и напряжения, производимых коммунальной компанией или контроллером двигателя.

Электродвигатели переменного тока составляют основу потребления электроэнергии в мире, потому что они делают так много и с минимальным вмешательством человека.Электродвигатель переменного тока на сегодняшний день является самым простым и дешевым электродвигателем, используемым в промышленности.

Рис.1: Статор и ротор двигателя

Двигатель переменного тока состоит из очень небольшого количества деталей, пока они не выходят за пределы своих рабочих характеристик, они могут проработать до 100 лет при минимальном техническом обслуживании. там. Основными частями двигателя переменного тока являются ротор и статор, как показано на рисунке 1. .

Ротор — это вращающаяся часть двигателя переменного тока, которая поддерживается набором подшипников, обеспечивающих безупречное вращение внутри концевых колец.Подшипники запрессованы в набор концевых раструбов, заполненных смазкой для обеспечения плавного движения.

Статор — это неподвижная или неподвижная часть двигателя, к которой прикреплены концевые раструбы, а обмотки намотаны вокруг многослойных листов железа, что создает электромагнитное вращающееся поле, когда катушка находится под напряжением.

Двигатели — это очень универсальные электромеханические компоненты, поскольку они могут иметь размер, конфигурацию и конструкцию, подходящую для любой ситуации или для выполнения любых задач.Большой процент двигателей, используемых в промышленности, составляют однофазные и трехфазные двигатели, как показано на рисунке 2.

Рис. 2: Трехфазный асинхронный двигатель (Изображение предоставлено Википедией)

Однофазный индукционный Двигатели

Однофазный асинхронный двигатель — это электродвигатель, который работает от одной формы волны переменного тока. Однофазные асинхронные двигатели используются в жилых помещениях для электроприборов переменного тока в одиночных или многоквартирных домах. Существует три типа однофазных асинхронных двигателей: электродвигатели с экранированными полюсами, электродвигатели с разделенной фазой и конденсаторные электродвигатели.

Электродвигатель с экранированным полюсом

Электродвигатель с экранированным полюсом , , как показано на рисунке 3, представляют собой однофазные асинхронные электродвигатели, используемые для работы с небольшими охлаждающими вентиляторами внутри холодильников компьютеров. Они принадлежат к семейству асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, которые используются в ограниченном количестве приложений, требующих менее 3/4 лошадиных сил, обычно в диапазоне от 1/20 до 1/6 лошадиных сил.

Самая большая нагрузка: двигатель с экранированным полюсом может повернуть очень легкий компонент, способный вращаться с низкой плотностью вращения . Обычно, когда двигатели с экранированными полюсами выходят из строя, их выбрасывают в мусорную корзину и покупают новый.

Рис.3: Электродвигатель с экранированными полюсами

Рис.4: Схема электрических соединений электродвигателя с экранированными полюсами

Полюса статора оснащены дополнительной обмоткой в ​​каждом углу, называемой затененной обмоткой , как показано на рис.4 .Эти обмотки не имеют электрического соединения для запуска, но используют индуцированный ток для создания вращающегося магнитного поля.

Структура полюсов двигателя с экранированными полюсами позволяет создавать вращающееся магнитное поле, задерживая нарастание магнитного потока. Медный проводник изолирует затемненную часть полюса, образуя полный виток вокруг него. В заштрихованной части магнитный поток увеличивается, но задерживается током, индуцированным в медном экране. Магнитный поток в незатененной части увеличивается с током обмотки, формирующим вращающееся поле.

Двигатель с разделенной фазой

Асинхронный двигатель с разделенной фазой — это однофазный асинхронный двигатель с двумя обмотками, называемыми рабочей обмоткой, вторичной пусковой обмоткой и центробежным переключателем, как показано на рисунке 6. Двигатели с разделенной фазой обычно работают при 1/20 л.с. ДО 1/3 л.с.

Эти двигатели с короткозамкнутым ротором являются ступенью выше двигателей с экранированными полюсами, потому что они могут немного больше работать с более тяжелой нагрузкой, приложенной к валу ротора.

Рис.5: Электродвигатель с расщепленной фазой

Рис.6: Схема подключения электродвигателя с расщепленной фазой

Электродвигатель с расщепленной фазой можно найти в приложениях, требующих от 1/20 до 1/3 л.с., что означает, что он может повернуть все, от лопастей на потолочные вентиляторы, ванны стиральных машин, двигатели нагнетателей для нефтяных печей и небольшие насосы.

Центробежный выключатель — это нормально замкнутое управляющее устройство, подключенное к пусковой обмотке. Цель этой конфигурации состоит в том, что пусковая обмотка двигателя будет отключена от цепи, когда двигатель достигнет 75-80% своей номинальной скорости.Несмотря на то, что он считается надежным двигателем, этот центробежный переключатель является подвижной частью, которая иногда не включается, когда двигатель перестает вращаться.

Как работают двигатели с расщепленной фазой

• Для запуска двигателя с расщепленной фазой пусковая и рабочая обмотки должны быть соединены параллельно
• При 75% полной скорости центробежный переключатель размыкается, отсоединяя пусковую обмотку.
• Поскольку пусковая обмотка отключена от цепи, двигатель работает через пусковую обмотку.
• Для отключения питания двигателя с расщепленной фазой при скорости 40% полной нагрузки центробежный переключатель замыкается. Выключение мотора.

Конденсаторные двигатели

Однофазные конденсаторные двигатели являются следующим шагом в семействе однофазных асинхронных двигателей. Конденсаторные двигатели содержат такую ​​же пусковую и рабочую обмотку, что и двигатель с расщепленной фазой, за исключением конденсатора, который дает двигателю больший крутящий момент при запуске или во время работы. Конденсатор предназначен для возврата напряжения в систему при отсутствии напряжения и синусоидального сигнала ЦАП в однофазной системе.

В однофазной системе переменного тока имеется только одна форма волны напряжения, и в течение одного цикла из нездоровых 60 гц, необходимых для создания напряжения, напряжение не создается в двух точках. Работа конденсатора заключается в том, чтобы заполнить эту пустоту, чтобы двигатель всегда находился под напряжением, что означает, что во время работы двигателя создается большой крутящий момент.

Конденсаторные двигатели трех типов: конденсаторные пусковые, конденсаторные и конденсаторные пусковые и пусковые.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

Конденсаторный пуск Асинхронные двигатели , как показано на рисунке 7, представляют собой однофазный асинхронный двигатель, в котором конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой и центробежным переключателем двигателя.Эта конфигурация дает двигателю более высокую пусковую мощность, но приложение не требует большой мощности во время работы. Во время работы инерция нагрузки играет большую роль в работе двигателя, когда есть проблема с двигателем, обычно это происходит из-за неисправного конденсатора. Двигатель обычно не вращается, если внешняя сила не раскручивает вал; после запуска он будет продолжать нормально работать до тех пор, пока с двигателя не будет отключено питание.

Электродвигатели с конденсаторным пуском обычно используются в установках переменного тока, больших электродвигателях воздуходувок и вентиляторах конденсатора.Конденсатор этих двигателей иногда встроен в двигатель или расположен на удалении от двигателя, что упрощает замену.

Рис.7: Конденсаторный пусковой двигатель

Конденсаторный двигатель Работа

• Имеет пусковую обмотку, пусковую обмотку и центробежный переключатель, который размыкается при скорости полной нагрузки от 60 до 80%, как показано на рисунке 8.
• Пусковая обмотка и конденсатор больше не используются после размыкания центробежного переключателя, как показано на рисунке 9.
• Конденсатор используется только для пуска с высоким крутящим моментом.

Рис.8: Пусковой конденсатор

Рис.9: Центробежный переключатель

Асинхронный двигатель с конденсатором

Конденсаторные асинхронные двигатели , как показано на рисунках 10 и 11, очень похожи на конденсатор пусковой индукционный прогон, за исключением пусковой обмотки и пусковой обмотки, которые все время остаются в цепи. Для этого типа двигателя требуется низкий пусковой крутящий момент, но он должен поддерживать постоянный крутящий момент во время работы.Этот тип двигателя иногда можно встретить в компрессоре кондиционера. Пусковая обмотка постоянно подключена к конденсатору последовательно.

Рис.10: Конденсаторный двигатель

Рис.11: Конденсаторный двигатель

Конденсаторный рабочий

• Используется конденсатор более низкого номинала, потому что конденсатор находится в цепи при полной скорости нагрузки раз.
• Используется для более высокого крутящего момента.

Конденсаторный асинхронный двигатель пусковой конденсатор

Конденсаторный индукционный двигатель пускового конденсатора — это однофазные асинхронные двигатели, которые имеют конденсатор в пусковой обмотке и в ходовой обмотке, как показано на рисунках 12 и 13 (схема подключения ).Этот тип двигателя разработан для обеспечения высокого пускового момента и стабильной работы в таких приложениях, как большие водяные насосы.

Рис.12: Пуск конденсатора и двигатель рабочего режима конденсатора

Рис.13: Схема подключения двигателя пуск-конденсатор

Работа двигателя пуск-конденсатор Работа двигателя

• Состоит из двух конденсаторов
• Один конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой; другой конденсатор включен последовательно с обмоткой хода.
• Оба конденсатора имеют разные номиналы.
• Конденсаторный пуск и запуск Двигатель имеет одинаковый пусковой момент и более высокий рабочий крутящий момент, потому что имеется большая емкость.
• Конденсатор большей емкости для запуска и конденсатор меньшей емкости для работы.

ОДНОФАЗНЫЕ ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ (Электродвигатель)

1,2
Существует много типов однофазных электродвигателей. В этом разделе обсуждение будет ограничено типами, наиболее распространенными для двигателей с интегральной мощностью от 1 л.с. и выше.
В промышленных приложениях по возможности следует использовать трехфазные асинхронные двигатели. В целом трехфазные электродвигатели имеют более высокий КПД и коэффициент мощности и более надежны, поскольку не имеют пусковых переключателей или конденсаторов.
В тех случаях, когда трехфазные электродвигатели недоступны или не могут использоваться из-за источника питания, для промышленного и коммерческого применения рекомендуются следующие типы однофазных двигателей: (1) двигатель с конденсаторным пуском, (2 ) двигатель с двумя конденсаторами и (3) двигатель с постоянным разделением конденсаторов.
Краткое сравнение характеристик однофазных и трехфазных асинхронных двигателей позволит лучше понять, как работают однофазные двигатели:
1. Трехфазные двигатели имеют фиксированный крутящий момент, потому что в воздушном зазоре в состоянии покоя имеется вращающееся поле. . Однофазный двигатель не имеет вращающегося поля в состоянии покоя и, следовательно, не развивает крутящий момент заторможенного ротора. Дополнительная обмотка необходима для создания вращающегося поля, необходимого для запуска. В однофазном двигателе со встроенной мощностью это часть сети RLC.
2. В трехфазном двигателе ток ротора и потери ротора незначительны на холостом ходу. Однофазные двигатели имеют значительный ток ротора и потери в роторе без нагрузки.
3. Для заданного момента пробоя однофазный двигатель требует значительно большего магнитного потока и более активного материала, чем эквивалентный трехфазный двигатель.
4. Сравнение потерь между однофазными и трехфазными двигателями показано на рис. 1.11. Обратите внимание на значительно более высокие потери в однофазном двигателе.
Общие характеристики этих типов однофазных асинхронных двигателей следующие.
1.2.1

Двигатели с конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском — это однофазный асинхронный двигатель, основная обмотка которого предназначена для прямого подключения к источнику питания, а вспомогательная обмотка подключена последовательно с конденсатором и пусковым выключателем для отключения вспомогательной обмотки от источника питания после запуска. На рисунке 1.12 представлена ​​принципиальная схема двигателя с конденсаторным пуском.Наиболее часто используемым типом пускового выключателя является выключатель с центробежным приводом, встроенный в двигатель. Рисунок

РИСУНОК 1.11 Сравнение процентных потерь одно- и трехфазных двигателей.

РИСУНОК 1.12 Однофазный двигатель с конденсаторным пуском.
1.13 иллюстрирует каплезащищенный однофазный двигатель с конденсаторным пуском промышленного качества; обратите внимание на механизм переключения с центробежным приводом.
Однако другие типы устройств, такие как реле, чувствительные к току и напряжению, также используются в качестве пусковых переключателей.Совсем недавно были разработаны твердотельные переключатели, которые используются в однофазном двигателе

РИСУНОК 1.13 с конденсаторным пуском. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)
в ограниченной степени. Твердотельный коммутатор станет коммутатором будущего, поскольку он будет усовершенствован, а затраты уменьшены.
Все переключатели установлены так, чтобы оставаться замкнутыми и поддерживать цепь вспомогательной обмотки в рабочем состоянии до тех пор, пока двигатель не запустится и не разгонится примерно до 80% от скорости полной нагрузки. На этой скорости переключатель размыкается, отключая цепь вспомогательной обмотки от источника питания.
Затем двигатель работает от основной обмотки как асинхронный. Типичные характеристики скорости-момента для двигателя с конденсаторным пуском показаны на рис. 1.14. Обратите внимание на изменение крутящего момента двигателя в точке перехода, в которой срабатывает пусковой выключатель.
Типичные рабочие характеристики асинхронных двигателей со встроенной мощностью 1800 об / мин с конденсаторным пуском и пуском от конденсатора показаны в таблице 1.6. Для этих однофазных двигателей будет значительно более широкий разброс значений крутящего момента заторможенного ротора, крутящего момента пробоя и тягового момента, чем для сопоставимых трехфазных двигателей, и такое же изменение также существует для КПД и коэффициента мощности. (ПФ).Обратите внимание, что в однофазных двигателях крутящий момент является фактором, обеспечивающим запуск с высокоинерционными или трудно запускаемыми нагрузками. Поэтому важно знать характеристики конкретного двигателя с конденсаторным пуском, чтобы убедиться, что он подходит для применения.
1.2.2

Двухзначные конденсаторные двигатели

Двухзначный конденсаторный двигатель — это конденсаторный двигатель с разными значениями емкости для запуска и работы. Очень часто двигатель такого типа называют двигателем с конденсаторным запуском и запуском от конденсатора.
Изменение значения емкости от пускового к рабочему режиму происходит автоматически с помощью пускового переключателя, который такой же, как и для двигателей с конденсаторным пуском. Предусмотрены два конденсатора: емкость с высоким значением для пусковых условий и меньшее значение для рабочих условий. Пусковой конденсатор обычно электролитического типа, который обеспечивает высокую емкость на единицу объема. Рабочий конденсатор обычно представляет собой блок из металлизированного полипропилена, рассчитанный на непрерывную работу.На рисунке 1.15 показан один из способов установки обоих конденсаторов на двигатель.
Принципиальная схема двухзначного конденсаторного двигателя показана на рис. 1.16. Как показано, при пуске и запуске, и работе

РИСУНОК 1.14 Кривая скорость-момент для двигателя с конденсаторным пуском. Конденсаторы
включены последовательно со вспомогательной обмоткой. Когда пусковой переключатель размыкается, он отключает пусковой конденсатор от цепи вспомогательной обмотки, но оставляет рабочий конденсатор последовательно с вспомогательной обмоткой, подключенной к источнику питания.Таким образом, как основная, так и вспомогательная обмотки находятся под напряжением во время работы двигателя и вносят свой вклад в мощность двигателя. Типичный

ТАБЛИЦА 1.6 Типовые характеристики двигателей с конденсаторным пуском3

л.с.		Производительность при полной нагрузке				Крутящий момент, фунт-фут
	об / мин	А	Эфф.	PF Крутящий момент	Заблокировано	Разбивка	Подтягивание
1	1725	7.5	71	70 3,0	9,9	7,5	7,6
2	1750	12,5	72	72 6,0	17,5	14,7	11,5
3	1750	17,0	74	79 9,0	23,0	21,0	18,5
5	1745	27,3	78	77 15.0	46,0	32,0	35,0

a Четырехполюсные однофазные двигатели 230 В. Источник: любезно предоставлено Magnetek, Сент-Луис, Миссури. Кривая
скорость-момент для двухклапанного конденсаторного двигателя показана на рис. 1.17.
Для данного двигателя с конденсаторным пуском эффект добавления рабочего конденсатора в цепь вспомогательной обмотки следующий:
Повышенный момент пробоя: 5-30% Повышенный крутящий момент заторможенного ротора: 5-10% Повышенная эффективность при полной нагрузке: 2-7 точек

РИСУНОК 1.15 Двухзначный конденсатор, однофазный двигатель. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)

РИСУНОК 1.16 Двухзначный конденсатор, однофазный двигатель.
Повышенный коэффициент мощности при полной нагрузке: 10-20 баллов Сниженный рабочий ток при полной нагрузке Пониженный магнитный шум Работает охладитель
Добавление рабочего конденсатора к однофазному двигателю с правильно спроектированными обмотками позволяет его рабочие характеристики приблизиться к трехфазный мотор. Типичные характеристики двухзначных конденсаторных двигателей с интегральной мощностью показаны в таблице 1.7. Сравнение этих характеристик с характеристиками, показанными в таблице 1.6 для двигателей с конденсаторным пуском, показывает улучшение как КПД, так и коэффициента мощности. / кВтч, срок окупаемости для этих двигателей составил 8-20 месяцев.

ТАБЛИЦА 1.8 Сравнение характеристик конденсаторных двигателей с пусковым током и двухзначных конденсаторных двигателей

		Тип двигателя
	Конденсатор пусковой	Конденсатор двухзначный
Рабочий конденсатор, MFD	0	7,5	15	30	65
КПД при полной нагрузке	70	78	79	81	83
Полная нагрузка PF	79	9–1	97	99a	99: l
Снижение потребляемой мощности,%	0	10.1	11,5	13,3	15
Стоимость,%	100	130	110	151	196
Ориентировочный срок окупаемости	–	1,3	1,0	1,8	2,9

a Опережающий коэффициент мощности.

ТАБЛИЦА 1.9 Сравнение эффективности: стандартные и энергоэффективные однофазные двигатели для бассейнов со скоростью 3600 об / мин

л.с.	Стандартные эффективные двигатели	Энергоэффективные двигатели
0.75	0,677	0,76
1,00	0,709	0,788
1,50	0,749	0,827
2,00	0,759	0,85
3,00	0,809	0,869

РИСУНОК 1.18 Сравнение эффективности энергоэффективных и стандартных однофазных двигателей бассейновых насосов. (Предоставлено Magnetek, Санкт-Петербург).Луис, Миссури)

РИСУНОК 1.19 Годовая экономия на энергоэффективном двигателе для бассейнов мощностью 1 л.с., работающем 365 дней в году. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)
1.2.3

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором

Однофазные асинхронные двигатели с постоянными разделенными конденсаторами определяются как конденсаторные двигатели с одинаковым значением емкости, используемым как для запуска, так и для работы. Этот тип двигателя также называют однозначным конденсаторным двигателем.Применение однофазного двигателя этого типа обычно ограничивается прямым приводом таких нагрузок, как вентиляторы, нагнетатели или насосы, для которых не требуется нормальный или высокий пусковой крутящий момент. Следовательно, основным применением электродвигателя с постоянным разделением конденсаторов были вентиляторы и нагнетатели с прямым приводом. Эти двигатели не подходят для систем с ременным приводом и обычно ограничиваются более низкими значениями мощности в лошадиных силах.
Принципиальная схема двигателя с постоянным разделением конденсаторов показана на рис.1.20. Обратите внимание на отсутствие пускового переключателя. Этот тип двигателя по существу аналогичен двухзначному конденсаторному двигателю

РИСУНОК 1.20 Однофазный двигатель
с постоянным разделенным конденсатором, работающий от рабочего соединения, и будет иметь примерно такие же характеристики крутящего момента. Поскольку только рабочий конденсатор (который имеет относительно низкую емкость) последовательно соединен со вспомогательной обмоткой при запуске, пусковой момент значительно снижается. Пусковой крутящий момент составляет всего 20-30% крутящего момента при полной нагрузке.Типичная кривая скорости-момента для двигателя с постоянным разделением конденсаторов показана на рис. 1.21. Рабочие характеристики этого типа двигателя с точки зрения КПД и коэффициента мощности такие же, как у двухзначного конденсаторного двигателя. Однако из-за низкого пускового момента его успешное применение требует тесной координации между производителем двигателя и производителем приводного оборудования.
Специальная версия конденсаторного двигателя используется для многоскоростных приводов вентиляторов. Этот тип конденсаторного двигателя обычно имеет главную обмотку с ответвлениями и ротор с высоким сопротивлением.Ротор с высоким сопротивлением используется для улучшения стабильной скорости и увеличения пускового момента. Существует ряд вариантов и способов намотки двигателей. Наиболее распространенная конструкция — двухскоростной двигатель, имеющий три обмотки: основную, промежуточную и вспомогательную. Для сети 230 В обычное соединение обмоток называется Т-образным соединением. Принципиальные схемы двухскоростных двигателей с Т-образным соединением показаны на рис. 1.22 и 1.23. Для

РИСУНОК 1.21 Кривая скорость-крутящий момент для двигателя с постоянным разделением конденсаторов.
высокоскоростной работе, промежуточная обмотка не подключена в цепи, как показано на рис. 1.23, и линейное напряжение подается последовательно на основную обмотку и вспомогательную обмотку и конденсатор. Для низкоскоростной работы промежуточная обмотка включается последовательно с основной обмоткой и вспомогательной цепью, как показано на рис. 1.23. Это соединение снижает напряжение, приложенное как к основной обмотке, так и к вспомогательной цепи, тем самым уменьшая крутящий момент.

РИСУНОК 1.22 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором, Т-образное соединение и двухскоростной режим.
двигатель будет развиваться и, следовательно, скорость двигателя будет соответствовать требованиям нагрузки. Величина снижения скорости является функцией соотношения витков между основной и промежуточной обмотками и характеристиками крутящего момента ведомой нагрузки. Следует понимать, что для этого типа двигателя изменение скорости достигается за счет снижения скорости двигателя до необходимого минимума.

РИСУНОК 1.23 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором с Т-образным соединением и расположением обмоток.
скорость; это не многоскоростной двигатель с более чем одной синхронной скоростью.
Пример кривых скорость-крутящий момент для конденсаторного двигателя с ответвленной обмоткой показан на рис. 1.24. Кривая нагрузки типичной нагрузки вентилятора накладывается на кривые скорость-крутящий момент двигателя, чтобы показать снижение скорости, полученное при низкоскоростном соединении.

РИСУНОК 1.24 Кривые скорость-крутящий момент для однофазного двигателя с постоянным разделенным конденсатором и ответвленной обмоткой.

Однофазные асинхронные двигатели | Двигатели переменного тока

Трехфазный двигатель может работать от однофазного источника питания. Однако он не запускается самостоятельно. Его можно запустить вручную в любом направлении, набрав скорость за несколько секунд. Он будет развивать только 2/3 номинальной мощности 3-φ, потому что одна обмотка не используется.

3-фазный двигатель работает от 1-фазной мощности, но не запускается

Одна катушка однофазного двигателя

Одиночная катушка однофазного асинхронного двигателя создает не вращающееся магнитное поле, а пульсирующее поле, достигающее максимальной напряженности при электрическом напряжении 0 ° и 180 °.

Однофазный статор создает невращающееся пульсирующее магнитное поле

Другая точка зрения состоит в том, что одиночная катушка, возбуждаемая однофазным током, создает два вектора магнитного поля, вращающихся в противоположных направлениях, совпадающих дважды за оборот при 0 ° (рисунок выше-a) и 180 ° (рисунок e). Когда векторы поворачиваются на 90 ° и -90 °, они отменяются на рисунке c.

При 45 ° и -45 ° (рисунок b) они частично складываются по оси + x и сокращаются по оси y.Аналогичная ситуация наблюдается на рисунке d. Сумма этих двух векторов — это вектор, стационарный в пространстве, но чередующийся во времени. Таким образом, пусковой крутящий момент не создается.

Однако, если ротор вращается вперед со скоростью немного меньшей, чем синхронная скорость, он будет развивать максимальный крутящий момент при 10% скольжении относительно вектора прямого вращения. Меньший крутящий момент будет развиваться выше или ниже 10% скольжения.

Ротор будет испытывать скольжение на 200–10% относительно вектора магнитного поля, вращающегося в противоположных направлениях.Небольшой крутящий момент (см. Кривую зависимости крутящего момента от скольжения), за исключением двукратной пульсации частоты, создается вектором, вращающимся в противоположных направлениях. Таким образом, однофазная катушка будет развивать крутящий момент после запуска ротора.

Если ротор запускается в обратном направлении, он будет развивать такой же большой крутящий момент, поскольку он приближается к скорости вращающегося в обратном направлении вектора.

Однофазные асинхронные двигатели имеют медную или алюминиевую короткозамкнутую клетку, встроенную в цилиндр из стальных пластин, типичных для многофазных асинхронных двигателей.

Двигатель с постоянным разделением конденсаторов

Одним из способов решения проблемы с однофазным двигателем является создание двухфазного двигателя, получающего двухфазное питание от однофазного. Для этого требуется двигатель с двумя обмотками, разнесенными друг от друга на 90 ° , электрический, питаемый двумя фазами тока, смещенными во времени на 90 ° . Это называется конденсаторным двигателем с постоянным разделением.

Асинхронный двигатель с постоянным разделением конденсаторов

Этот тип двигателя подвержен увеличению величины тока и сдвигу во времени назад, когда двигатель набирает скорость, с пульсациями крутящего момента на полной скорости.Решение состоит в том, чтобы уменьшить емкость конденсатора (импеданс), чтобы минимизировать потери.

Потери меньше, чем для двигателя с экранированными полюсами. Эта конфигурация двигателя хорошо работает до 1/4 лошадиных сил (200 Вт), хотя обычно применяется к двигателям меньшего размера. Направление двигателя легко изменить, включив конденсатор последовательно с другой обмоткой. Этот тип двигателя может быть адаптирован для использования в качестве серводвигателя, описанного в другом месте этой главы.

Однофазный асинхронный двигатель со встроенными катушками статора

Однофазные асинхронные двигатели могут иметь катушки, встроенные в статор двигателей большего размера.Тем не менее, меньшие размеры требуют менее сложных для создания концентрированных обмоток с выступающими полюсами.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

На рисунке ниже конденсатор большего размера может использоваться для запуска однофазного асинхронного двигателя через вспомогательную обмотку, если он отключается центробежным переключателем, когда двигатель набирает скорость. Кроме того, во вспомогательной обмотке может быть намного больше витков из более тяжелого провода, чем в двигателе с разделенной фазой сопротивления, чтобы уменьшить чрезмерное повышение температуры.

В результате для тяжелых нагрузок, таких как компрессоры кондиционеров, доступен больший пусковой момент. Эта конфигурация двигателя работает настолько хорошо, что доступна в многомощных (несколько киловаттных) размерах.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

Асинхронный двигатель с конденсаторным двигателем

Вариант двигателя с конденсаторным пуском (рисунок ниже) заключается в запуске двигателя с относительно большим конденсатором для высокого пускового момента, но после запуска оставляют конденсатор меньшей емкости на месте, чтобы улучшить рабочие характеристики, не потребляя при этом чрезмерного тока.Дополнительная сложность конденсаторного двигателя оправдана для двигателей большего размера.

Асинхронный двигатель с конденсаторным двигателем

Пусковой конденсатор двигателя может быть неполярным электролитическим конденсатором с двойным анодом, который может представлять собой два последовательно соединенных поляризованных электролитических конденсатора + к + (или — к -). Такие электролитические конденсаторы переменного тока имеют такие высокие потери, что их можно использовать только в прерывистом режиме (1 секунда во включенном состоянии, 60 секунд в выключенном состоянии), например, при запуске двигателя.

Конденсатор для работы двигателя должен иметь не электролитическую конструкцию, а полимерный конденсатор с более низкими потерями.

Асинхронный двигатель с двухфазным двигателем с сопротивлением

Если во вспомогательной обмотке гораздо меньше витков, меньший провод подведен под углом 90 ° ° к основной обмотке, он может запустить однофазный асинхронный двигатель. При более низкой индуктивности и более высоком сопротивлении ток будет испытывать меньший фазовый сдвиг, чем основная обмотка.

Может быть получено около 30 ° разности фаз.Эта катушка создает умеренный пусковой крутящий момент, который отключается центробежным переключателем на 3/4 синхронной скорости. Эта простая (без конденсатора) конструкция хорошо подходит для двигателей мощностью до 1/3 лошадиных сил (250 Вт), управляющих легко запускаемыми нагрузками.

Асинхронный электродвигатель с разделенным фазным сопротивлением

Этот двигатель имеет больший пусковой крутящий момент, чем двигатель с экранированными полюсами (следующий раздел), но не такой большой, как двухфазный двигатель, построенный из тех же частей.Плотность тока во вспомогательной обмотке во время пуска настолько высока, что последующий быстрый рост температуры исключает частый перезапуск или медленные пусковые нагрузки.

Корректор коэффициента мощности Nola

Фрэнк Нола из НАСА предложил корректор коэффициента мощности для повышения эффективности асинхронных двигателей переменного тока в середине 1970-х годов. Он основан на предположении, что асинхронные двигатели неэффективны при нагрузке ниже полной. Эта неэффективность коррелирует с низким коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности меньше единицы возникает из-за тока намагничивания, необходимого для статора.Этот фиксированный ток составляет большую долю от общего тока двигателя при уменьшении нагрузки двигателя. При небольшой нагрузке полный ток намагничивания не требуется. Его можно уменьшить, уменьшив подаваемое напряжение, улучшив коэффициент мощности и КПД.

Корректор коэффициента мощности определяет коэффициент мощности и снижает напряжение двигателя, тем самым восстанавливая более высокий коэффициент мощности и уменьшая потери.

Поскольку однофазные двигатели примерно в 2–4 раза менее эффективны, чем трехфазные двигатели, существует потенциальная экономия энергии для двигателей 1-φ.Для полностью нагруженного двигателя экономии нет, так как требуется весь ток намагничивания статора.

Напряжение не может быть уменьшено. Но есть потенциальная экономия от менее чем полностью загруженного двигателя. Двигатель с номинальным напряжением 117 В переменного тока рассчитан на работу при напряжении от 127 В переменного тока до 104 В переменного тока. Это означает, что он не полностью загружен при работе при напряжении более 104 В переменного тока, например, при работе холодильника на 117 В переменного тока.

Контроллер коэффициента мощности может безопасно снизить сетевое напряжение до 104–110 В переменного тока.Чем выше начальное напряжение в сети, тем больше потенциальная экономия. Конечно, если энергокомпания подаст напряжение ближе к 110 В переменного тока, двигатель будет работать более эффективно без каких-либо дополнительных устройств.

Любой практически неработающий однофазный асинхронный двигатель с 25% FLC или менее является кандидатом на использование PFC. Однако он должен работать большое количество часов в год. И чем больше времени он простаивает, как в пилораме, штамповочном прессе или конвейере, тем выше вероятность оплаты контроллера через несколько лет эксплуатации.

За него должно быть втрое легче платить по сравнению с более эффективным 3-φ-двигателем. Стоимость PFC не может быть возмещена для двигателя, работающего всего несколько часов в день.

Краткое описание: Однофазные асинхронные двигатели

• Однофазные асинхронные двигатели не могут запускаться самостоятельно без вспомогательной обмотки статора, приводимой в действие противофазным током около 90 ° . После запуска вспомогательная обмотка необязательна.
• Вспомогательная обмотка конденсаторного двигателя с постоянным разделением каналов имеет конденсатор, включенный последовательно с ней во время пуска и работы.
• Асинхронный двигатель с конденсаторным запуском имеет только конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой во время запуска.
• Конденсаторный двигатель обычно имеет большой неполяризованный электролитический конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой для запуска, а затем меньший неэлектролитический конденсатор во время работы.
• Вспомогательная обмотка двигателя с разделенным фазным сопротивлением развивает разность фаз по сравнению с основной обмоткой во время пуска из-за разницы в сопротивлении.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

.